Korištenjem matičnih stanica znanstvenici stvorili mini mozak s “očima”

Znanstvenici su čak opazili živčani impuls u nastalim očnim mjehurićima.

Njemački biolozi uzgojili su u laboratoriju moždane organoide s očnim zametcima koji su reagirali na svjetlost. Istraživači su govorili o svom postignuću u Cell Stem Cell. U budućnosti se takve mini oči mogu koristiti za proučavanje oftalmoloških bolesti, kao i za testiranje na droge.

Sve što trebate znati o organoidima i njihovom značaju za znanost

Modeli in vitro

Uspješno stvaranje in vitro modela ljudskih organa otvara nove mogućnosti proučavanja njihovog rada i bolesti. To se posebno odnosi na mozak – uostalom, većina neuroloških istraživanja provodi se na mozgu miševa što je potpuno druga priča.

Što su moždani organoidi?

Minijaturni cerebralni modeli stvoreni in vitro nazivaju se moždani organoidi. Uzgajaju se iz pluripotentnih matičnih stanica u okruženju koje oponaša prirodno okruženje mozga u razvoju. Stanice se diferenciraju, a krajnji rezultat je moždani organoid veličine graška.

Dosadašnja postignuća

Na primjer, 2013. godine, istraživači s Instituta za molekularnu biotehnologiju Austrijske akademije znanosti objavili su članak koji opisuje uzgoj “minijaturnog mozga” u bioreaktoru iz dvije vrste matičnih stanica, koji oponaša strukturu čitavog ljudskog mozga .

Zone organoida

Različite zone organoida odgovarale su različitim dijelovima mozga: stražnji, srednji i prednji, a “prednji mozak” je čak pokazao daljnju diferencijaciju na režnjeve (“polutke”).

Veličina i aktivnost

Ono što je važno, u ovom mini mozgu, koji također nije prelazio nekoliko milimetara, znanstvenici su uočili znakove aktivnosti, osobito fluktuacije koncentracije kalcija unutar neurona, koje služe kao pokazatelj njihove pobuđenosti.

Novi koraci

Embriolozi u Sveučilišnoj bolnici u Düsseldorfu, pod vodstvom Jaya Gopalakrishnana, napravili su novi korak u stvaranju moždanih organoida. Oni su uzgojili ne samo model ljudskog mozga već i očne mjehuriće na njemu – osnove budućih očiju. Potonji su se počeli spontano razvijati od 30. dana, a konačni oblik su dobili dva mjeseca kasnije.

https://kozmos.hr/samo-7-nase-dnk-jedinstveno-je-za-moderne-ljude/

Rezultati

U nastalim očnim mjehurićima pronađene su epitelne stanice rožnice i pigmentni epitel mrežnice, a što je najvažnije generirale su živčani impuls.

Reakcija na svjetlost

Stanice očnih mjehura reagirale su na svjetlost električnom aktivnošću, a odgovor je ovisio o dozi: svjetlost pri 200.000 mililuksa izazvala je snažniji odgovor od 2.000 mililuksa svjetlosti (p <0.00001).

Buduća istraživanja

Mjehurići uzgojeni u laboratoriju mogu pomoći u proučavanju nasljednih očnih bolesti, kao i u testiranju na lijekove. U budućnosti će znanstvenici morati poraditi na produljenju životnog vijeka nastalih organoida mozga kako bi se mogli koristiti u istraživanjima.

Slična postignuća

Biolozi ne uzgajaju samo organoide mozga već i organoide srca iz matičnih stanica. Nedavno su američki znanstvenici uspjeli uzgojiti mini srce u kojem su nastale sve glavne vrste srčanih stanica, kao i strukture slične koronarnim žilama i komorama srca.

Pridružite se raspravi u našoj Telegram grupi. KOZMOS Telegram-t.me/kozmoshr

Izvori:

• Gabriel, E., Albanna, W., Pasquini, G., Ramani, A., Josipovic, N., Mariappan, A., Schinzel, F., Karch, C. M., Bao, G., Gottardo, M., Suren, A. A., Hescheler, J., Nagel-Wolfrum, K., Persico, V., Rizzoli, S. O., Altmüller, J., Riparbelli, M. G., Callaini, G., & Gopalakrishnan, J. (2021, August 17). Human brain organoids assemble functionally integrated bilateral optic vesicles. Cell Stem Cell.
• Saplakoglu, Y. (2021, August 18). Lab-made mini brains grow their own sets of ‘eyes’. LiveScience.
• Starr, M. (n.d.). Scientists grew stem Cell ‘Mini brains’. then, the brains Sort-of developed eyes. ScienceAlert.
• Tangermann, V. (2021, August 18). Scientists just GREW these GROTESQUE Mini brains With “Eyes” in a lab. Futurism.
• Weintraub, K. (2020, January 30). “Mini brains” are not like the real thing. Scientific American.