Međunarodni tim je održao 34 ljudska moždana organoida u kulturi pet godina i pratio promene u RNK svaka šest meseci. Epigenomski (biološki) uzrast organoida korelirao je sa vremenom provedenim in vitro, a modeli su pratili razvojni tok tokom gestacije i ranog detinjstva. Ćelije su pokazale sposobnost da zadrže "sećanje" na prethodne razvojne faze, dok istraživači planiraju da ubrzaju proces sazrevanja i dalje istraže primene i etičke aspekte.
Pet godina u epruveti: ljudski moždani organoidi koji "pamte" razvoj
Carlos Sanchez/Harvard FAS
Međunarodni tim naučnika uspešno je uzgajio ljudske moždane organoide u laboratoriji pune pet godina, što je opisano u radu objavljenom u časopisu Nature. Ovaj poduhvat omogućio je istraživačima da prate kako se biološki (epigenomski) uzrast kultura menja tokom vremena provedenog in vitro, i otkrili su snažnu korelaciju između proteklog vremena i promena u genetskim markerima.
Šta su istraživači uradili
Tim je uzgajio 34 organoida i sekvencirao njihovu RNK na svaka šest meseci tokom pet godina kako bi utvrdio epigenomski profil i faze razvoja. Analize su pokazale da organoidi prolaze kroz razvojni niz sličan onom koji se javlja tokom gestacije i ranih godina života, uključujući promene u tipu i funkciji ćelija.
Ključni nalazi
Organoidi su, osim prolaska kroz odgovarajuće razvojne faze, razvili i sposobnost da zadrže ono što autori opisuju kao "sećanje" na prethodne razvojne korake — odnosno sposobnost da proizvode odgovarajuće vrste ćelija u odgovarajućim fazama sazrevanja. To je omogućilo da kultura praktično „zabeleži protok vremena" tokom više godina.
Paola Arlotta (Harvard): „Nismo znali do kog stepena razvoj i maturacija ljudskog moždanog tkiva mogu da se odvijaju van konteksta mozga u lubanji. Ovaj rad pokazuje da organoidi ne samo da mogu preživeti u kulturi, već i da nastave da sazrevaju kroz periode koji ranije nisu bili dostignuti.”
Prethodni rekord držali su istraživači sa UCLA i Stanforda (2021) sa 694 dana. Autori napominju da već imaju primerke stare sedam godina, koji su međutim krhkiji, i da rade na načinima da brže postignu viši stepen zrelosti — koncept koji nazivaju "time warp" ili ubrzavanje sazrevanja.
Zašto je ovo važno
Produženo održavanje organoida otvara nova polja istraživanja: testiranje lekova na zrelijim ljudskim neuronskim tkivima, proučavanje uticaja virusnih infekcija na kasniji neurološki razvoj, razumevanje aspekata ljudske evolucije i duže razvojne dinamike mozga. Takođe omogućava modelovanje ranih i kasnijih razvojnih stadijuma koji su ranije bili nedostupni u laboratorijskim uslovima.
Etika i ograničenja
Iako su rezultati uzbudljivi, autori i šira naučna zajednica ukazuju na potrebu za etičkim nadzorom i jasnim smernicama pri radu sa sve zrelijim moždanim organoidima. Tehnička ograničenja (fragilnost dugotrajnih kultura) i biološke razlike u odnosu na mozak unutar organizma i dalje postoje.
Irene Faravelli (Univerzitet u Milanu): „Sa organoidima smo počeli da posmatramo najranije procese; sada se približavamo i procesima koji se javljaju kasnije u razvoju.”
Ovo istraživanje predstavlja važan korak ka dubljem razumevanju ljudskog mozga i daje naučnicima novi alat za izučavanje razvoja, bolesti i terapija.
Pomozite nam da budemo bolji.
