Δημιουργήθηκε υβριδικός εγκέφαλος αρουραίου με λειτουργικούς ανθρώπινους νευρώνες

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)

Βιβλιο­πω­λεία