Τα αυτοοργανωμένα νευρικά οργανοειδή (Self-organizing neural organoids) αντιπροσωπεύουν μια πολλά υποσχόμενη πλατφόρμα in vitro με την οποία μοντελοποιείται η ανθρώπινη ανάπτυξη και ασθένεια (σσ. “in vitro” = λατινογενής έκφραση, επιστημονικός όρος της Βιολογίας συνήθως που αναφέρεται κυρίως στην τεχνική της πραγματοποίησης ενός δεδομένου πειράματος σε «γυαλί» δηλ. δοκιμαστικό σωλήνα ή γενικότερα για πειράματα που πραγματοποιούνται σε αυστηρά ελεγχόμενες συνθήκες έξω από τους ζωντανούς οργανισμούς).
Ωστόσο, τα οργανοειδή στερούνται τη συνδεσιμότητα που υπάρχει in vivo, η οποία περιορίζει την ωρίμανση και καθιστά αδύνατη την ενσωμάτωση με άλλα κυκλώματα που ελέγχουν τη συμπεριφορά (σσ. in vivo = εν ζωή, λατινογενής έκφραση ιδιαίτερα στη Βιολογία που αναφέρεται σε ό,τι λαμβάνει χώρα μέσα σε έναν έμβιο οργανισμό δηλ. σε πειράματα που πραγματοποιούνται σε ιστούς εντός ζώντος οργανισμού σε αντιδιαστολή με τον όρο in vitro που είδαμε παραπάνω και πειράματα ex vivo = εκτός ζώντος).
Μ’ άλλα λόγια τα φλοιώδη οργανοειδή που προέρχονται από ανθρώπινα βλαστοκύτταρα που μεταμοσχεύονται στον σωματοαισθητικό φλοιό νεογέννητων αθυμικών αρουραίων (σσ.= γυμνά ποντίκια –εξελιγμένα σε εργαστήριο, σε αντίθεση με τον αρουραίο των αγρών) αναπτύσσουν ώριμους κυτταρικούς τύπους που ενσωματώνονται σε αισθητήρια κυκλώματα. Η MRI (μαγνητική τομογραφία) αποκαλύπτει οργανοειδή ανάπτυξη μετά την ειδική μεταμόσχευση (transplantation) σε πολλαπλές σειρές βλαστοκυττάρων και ζώα. Πράγματι, οι μεταμοσχευμένοι φλοιώδεις νευρώνες εμφανίζουν πιο σύνθετες μορφολογικές, συναπτικές και εγγενείς ιδιότητες της μεμβράνης από τους αντίστοιχους in vitro, γεγονός που επιτρέπει την ανακάλυψη των ελαττωμάτων σε νευρώνες που προέρχονται από άτομα με σύνδρομο Timothy (σσ. πρόκειται για σπάνια διαταραχή που επηρεάζει κυρίως την καρδιά, αλλά και άλλες περιοχές του σώματος (δάχτυλα χεριών και ποδιών, δοντιών, του νευρικού συστήματος και του ανοσοποιητικού). Με απλά λόγια –σ’ ότι αφορά την καρδιά χαρακτηρίζεται από μια πάθηση <|long QT syndrome|>, που αναγκάζει τον καρδιακό μυ να χρειάζεται περισσότερο από τη συνηθισμένη ενέργεια «ηλεκτρικής φόρτισης» μεταξύ των παλμών, που μπορεί να προκαλέσει σοβαρές ανωμαλίες -αρρυθμίες και να οδηγήσει σε αιφνίδιο θάνατο και ως αποτέλεσμα ζουν μόνο την παιδική ηλικία).
Τα οργανοειδή του φλοιού επεκτείνουν τους άξονες σε όλο τον εγκέφαλο του αρουραίου και η οπτογενετική τους ενεργοποίηση μπορεί να οδηγήσει σε συμπεριφορά reward behavior (σσ. ένα είδος «ανταμοιβής» δηλ. παραγωγής ευχάριστης ή θετικής συναισθηματικής εμπειρίας-ευφορίας). Έτσι, οι μεταμοσχευμένοι ανθρώπινοι φλοιώδεις νευρώνες ωριμάζουν και εμπλέκονται σε κυκλώματα ξενιστή που ελέγχουν τη συμπεριφορά. Αναμένουμε – λένε οι επιστήμονες, ότι αυτή η προσέγγιση θα είναι χρήσιμη για την ανίχνευση φαινοτύπων σε επίπεδο κυκλώματος σε κύτταρα που προέρχονται από ασθενείς που διαφορετικά δεν μπορούν να αποκαλυφθούν
σσ. Ο όρος “φαινότυπος” αναφέρεται στις παρατηρήσιμες φυσικές ιδιότητες ενός οργανισμού, που έχουν να κάνουν με την εμφάνιση, ανάπτυξη και συμπεριφορά. Ο φαινότυπος καθορίζεται από τον γονότυπο του, που είναι το σύνολο των γονιδίων που φέρει ο οργανισμός, καθώς και από τις περιβαλλοντικές επιρροές σε αυτά τα γονίδια. Παραδείγματα φαινοτύπων περιλαμβάνουν το ύψος, η έκταση των χεριών και το χρώμα των μαλλιών. Οι φαινότυποι περιλαμβάνουν επίσης παρατηρήσιμα χαρακτηριστικά που μπορούν να μετρηθούν στο εργαστήριο, όπως επίπεδα ορμονών ή αιμοσφαιρίων.
Επιστήμονες στις ΗΠΑ μεταμόσχευσαν με επιτυχία για πρώτη φορά ανθρώπινο εγκεφαλικό ιστό σε εγκεφάλους αρουραίων, ανοίγοντας ένα νέο πεδίο βιοϊατρικής και φαρμακευτικής έρευνας ειδικά στο πεδίο της νευροψυχιατρικής, π.χ. με στόχο τη δοκιμή σε υβριδικούς οργανισμούς νέων φαρμάκων και άλλων θεραπειών για ανθρώπινες παθήσεις.
Οι ανθρώπινοι ζωντανοί νευρώνες ενσωματώθηκαν στον εγκέφαλο των τρωκτικών στο εργαστήριο, δημιουργώντας υβριδικά εγκεφαλικά κυκλώματα, τα οποία ενεργοποιούνται από τα αισθητηριακά ερεθίσματα των ζώων. Παράλληλα, ο ανθρώπινος εγκεφαλικός ιστός δημιούργησε αμφίδρομες συνδέσεις μέσα στον εγκέφαλο του ζώου, δεχόμενος ερεθίσματα αλλά και στέλνοντας εντολές. Με άλλα λόγια, οι αρουραίοι αντιλαμβάνονται το περιβάλλον τους διαθέτοντας πλέον και ανθρώπινα νευρικά κύτταρα, τα οποία – όπως έδειξαν τα πειράματα – μπορούν να αλλάξουν τη συμπεριφορά των ζώων.
Βήμα βιοϊατρικής προόδου, ανησυχίας και κόντρες λόμπι
Η εξέλιξη αυτή έχει τη θετική πλευρά (μετατρέπει τον εγκέφαλο των αρουραίων σε ζωντανό βιολογικό εργαστήριο όπου μπορούν να μελετηθούν π.χ. ανθρώπινες νευρολογικές-ψυχικές διαταραχές όπως η σχιζοφρένεια, καθώς και υπό ανάπτυξη νέα φάρμακα), αλλά επίσης και μια αρνητική όψη, καθώς εγείρει ανησυχίες για το πού θα μπορούσαν να καταλήξουν τέτοια πειράματα δημιουργίας υβριδικών μορφών ζωής.
Από δω και πέρα ο καθένας αρχίζει το “κοντό του και το μακρύ του”, περί άλλων τυρβάζοντας και σφυρίζοντας αδιάφορα.
Ερευνητές, με επικεφαλής τον καθηγητή ψυχιατρικής και συμπεριφορικών επιστημών Σέρτζιου Πάσκα της Ιατρικής Σχολής του Πανεπιστημίου Στάνφορντ της Καλιφόρνια, οι οποίοι έκαναν τη σχετική δημοσίευση στο περιοδικό «Nature», εμφύτευσαν οργανοειδή ανθρώπινου εγκεφάλου (κυτταρικές καλλιέργειες εργαστηρίου που δημιουργούν μίνι-εγκεφάλους) στον σωματοαισθητικό φλοιό του εγκεφάλου 100 νεογέννητων αρουραίων ηλικίας δύο έως τριών ημερών.
Οι εγκέφαλοι των ζώων ενσωμάτωσαν ομαλά το μόσχευμα, το υποστήριξαν με νέα αιμοφόρα αγγεία και το προστάτευσαν με ανοσοκύτταρα. Έτσι οι ανθρώπινοι νευρώνες πολλαπλασιάστηκαν και τελικά κάλυψαν περίπου το ένα τρίτο του ενός ημισφαιρίου του εγκεφάλου των ζώων. Όπως είπε ο Πάσκα, «ήταν σαν να προσθέτεις άλλο ένα τρανζίστορ σε ένα ηλεκτρονικό κύκλωμα». Τελικά οι ανθρώπινοι νευρώνες σχημάτισαν συνδέσεις (συνάψεις) με τα εγκεφαλικά κυκλώματα των αρουραίων και κατέληξαν να επηρεάζουν τη συμπεριφορά τους, ενώ δεν φάνηκαν κάποιες παρενέργειες στα ζώα. Ανακύπτει αναπόφευκτα το ερώτημα κατά πόσο είναι σωστό να γίνονται τέτοια άκρως επεμβατικά πειράματα και πού μπορεί να οδηγήσουν στην πορεία τέτοιες έρευνες (μπαίνουν κι οι ζωόφιλοι στη μέση, προστασίας του αρουραίου; –sic!!).
Σε κάθε περίπτωση η προοπτική δημιουργίας ζώων με (λίγο-πολύ) ανθρώπινους εγκεφάλους δημιουργεί ερωτηματικά για «”ζώα-νθρωποειδή” με ανθρώπινη συνείδηση και νοημοσύνη».
Οι υποστηρικτές αντιτείνουν ότι αυτό που πρέπει να μετρήσει πρωτίστως είναι πως τέτοιοι υβριδικοί οργανισμοί θα προωθήσουν σημαντικά την έρευνα πάνω στις νευρολογικές και ψυχικές παθήσεις (επιληψία, διπολική διαταραχή, σχιζοφρένεια κα.), τη νευροεκφύλιση (άνοια-Αλτσχάιμερ), τις νευροαναπτυξιακές διαταραχές (αυτισμός κλπ.) κα.
«Οι ψυχιατρικές διαταραχές συνιστούν τεράστιο βάρος για την κοινωνία και είναι πολύ-πολύ ξεκάθαρο ότι χρειαζόμαστε καλύτερα μοντέλα για τη μελέτη τους. Βλέπουμε ασθενείς και τις οικογένειες τους σε κατάσταση απελπισίας. Δεν υπάρχει καθόλου χρόνος για χάσιμο», δήλωσε ο Πάσκα.
Ο Henry T. Greely (ΧανκΓκρίλι), διευθυντής του Κέντρου Νόμου και Βιοεπιστημών του Πανεπιστημίου Στάνφορντ, την είδε αλλιώς…: «Τι γίνεται αν αυτό το οργανοειδές έχει κάποιου είδους (ανθρώπινη) συνείδηση και υποφέρει ως συνέπεια της μεταμόσχευσης του; Ή τι θα συμβεί αν το ζώο μετά τη μεταμόσχευση (του οργανοειδούς) αποκτήσει ανθρώπινα χαρακτηριστικά;»
Η Taimie L. Bryant (Τέιμι Μπράιαντ), καθηγήτρια δικαίου των ζώων του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνιας στο Λος Άντζελες (UCLA), δήλωσε: «Μου φαίνεται ότι η συνείδηση των αρουραίων ως έχει, χωρίς καμία ανθρώπινη χειραγώγηση, είναι μάλλον αξιοσημείωτη και ότι η πρόκληση βλάβης στον εγκέφαλο ενός αρουραίου είναι εμβληματική πράξη μιας άποψης προς τη φύση, η οποία θέτει σε κίνδυνο τις προοπτικές τόσο των ανθρώπων όσο και των μη ανθρώπινων ζώων για συνέχιση της ζωής στη Γη»…
Πηγή
(αποκλειστικά για ειδικούς)
