ترمیم مغز آسیب دیده موش با سلول های آزمایشگاهی مغز انسان - سرگرمی های محبوب

به گزارش سرگرمی های محبوب، در اولین آزمایش اجرا شده در دنیا، صدمات مغزی موش ها از طریق مغزهای کوچک انسان که در آزمایشگاه رشد یافته اند بهبود یافتند.

پریسا عباسی - یک مطالعه نو نشان می دهد که مدل های مینیاتوری و آزمایشگاهی از سطح چین و چروک خورده مغز انسان را می توان به مغز موشهای زنده پیوند زد. از این کار می توان برای ترمیم اتصالات آسیب دیده در سیستم های پردازش حسی جوندگان استفاده کرد. نویسندگان این مطالعه باور دارند که روزی می توان از چنین مغزهای کوچکی که با نام ارگانوئیدهای مغزی شناخته می شوند، برای ترمیم مغز انسان های بیمار استفاده کرد.

دکتر هان چیائوآیزاک چن، استادیار جراحی مغز و اعصاب در دانشگاه پزشکی پرلمن پنسیلوانیا، و نویسنده ارشد این مطالعه گفت:من این کار را اولین گام در ایجاد و توسعه یک استراتژی نو برای ترمیم مغز می دانم.

چن در مصاحبه با لایو ساینس گفت: نهایتا ارگانوئیدها قادر خواهند بود برای بازگرداندن عملکرد صحیح مغز، پس از یک آسیب تروماتیک، یک جراحی تهاجمی یا سکته مغزی و یا یاری به مبارزه با اثرات بیماری های عصبی نظیر پارکینسون مورد استفاده قرار گیرند. اگرچه سالها طول خواهد کشید تا بتوانیم از این فناوری در مغز انسان استفاده کنیم.

چن و همکارانش در این مطالعه نو که در تاریخ 2 فوریه در مجله Cell Stem Cell منتشر شد، نشان دادند که می توان ارگانوئیدهای مغزی رشد یافته از سلول های بنیادی انسان را به قشر آسیب دیده مربوط به بینایی موش، یعنی جایی که ابتدا اطلاعات از چشم برای پردازش به آنجا ارسال می گردد، پیوند زد.

زمانی که نور از جسمی به شبکیه چشم می رسد، یک پیغام الکتریکی با سرعت به قشر بینایی اولیه می رسد، و مغز آغاز به تجزیه ویژگی های اساسی چیزی که روبرویش واقع شده است می نماید. سپس این داده ها به قشر بینایی ثانویه ارسال می شوند و در آنجا مرحله دوم تجزیه و تحلیل صورت می گیرد. در این مطالعه نو، موش های بالغ در قشر بینایی ثانویه دچار آسیب بزرگی شده بودند و محققان از یک ارگانوئید برای بستن سوراخ ایجاد شده در مغز استفاده کردند.

در تحقیقات قبلی اجرا شده ، دانشمندان سلول های مغزی منفرد را به مغز جوندگان سالم در سنین مختلف، و ارگانوئیدها را به مغز جوندگان بسیار جوان و سالم پیوند زده بودند. چن گفت: با پیوند ارگانوئیدها به موش های پیرتر و آسیب دیده، گامی به سوی استفاده از ارگانوئیدها برای ترمیم آسیب های مغزی برداشته ایم.

این تیم ارگانوئیدهای خود را از نوعی سلول بنیادی انسانی که می تواند انواع مختلفی از سلول ها را پرورش دهد، گرفته اند. محققان به مدت 80 روز از تمام علائم شیمیایی استفاده کردند تا این سلول های بنیادی را جذب توده های سه بعدی نمایند که حاوی بسیاری از سلول های موجود در قشر مغز انسان و لایه بیرونی چروک خورده مغز(و نه همه قسمت های آن) بود. این قشر شامل شش لایه مجزای بافت است و ارگانوئیدهای رشد یافته در آزمایشگاه تا هشتادمین روز، حاوی لایه های مشابه، اما تا حدودی ابتدایی بودند.

چن در خصوص معماری سه بعدی ارگانوئیدها می گوید:این ساختار واقعا برای معین کردن عملکرد مغز بسیار مهم است. اگرچه با وجودی که توده های بافت، از بسیاری جهات شبیه به قشر واقعی مغز هستند، اما به هیچ وجه کامل نیستند.

تیم تحقیقاتی برای پیوند هر ارگانوئید به مغز موش، یک تکه از جمجمه هر جونده را برداشته و ارگانوئید را داخل آن قرار دادند و سپس سوراخ ایجاد شده را با یک سرپوش محافظ مهر و موم کردند. به موش ها در طول عمل و بعد از آن داروهای سرکوب نماینده سیستم ایمنی داده شد تا بدن آنها عمل پیوند را پس نزند.

در طول سه ماه بعد از عمل، رگ های خونی موش ها به ارگانوئیدها نفوذ کردند و در نتیجه سلول های ارگانوئیدها از نظر فیزیکی با سایر سیستم های پردازش بینایی جوندگان آمیخته شدند.

در طول این مدت، ارگانوئیدها کمی بزرگتر شدند، و سلول های نو به دست آوردند و چیزی شبیه به سیم را برای اتصال به سلول های مغزی موش ها ایجاد کردند. محققان نقشه این اتصالات نو را با استفاده از یک ردیاب فلورسنت ترسیم کردند که نشان می داد ارگانوئیدها توانسته اند با موفقیت به وسیله این شبکه از سیم ها، به شبکیه چشم متصل شوند. علاوه بر این محققان در مقابل این موش ها محرک های بصری(از جمله نورهای چشمک زن و نوارهای سیاه و سفید روی یک صفحه نمایش) قرار دادند و دریافتند که ارگانوئیدها، همانطور که از قشر بینایی سالم انتظار می رود، در واکنش به این محرک ها فعال می شوند.

این تیم برای آنالیز توانایی موش ها برای تماشا، پس از آسیب های وارد شده یا پس از پیوند، آزمایش های بینایی یا رفتاری انجام ندادند. آنها اکنون درحال ارزیابی این موارد هستند. محققان قصد دارند تا در آینده آزمایش هایی را انجام دهند تا ببینند آیا ارگانوئیدها می توانند به همین شکل در سایر بخش های مغز، همچون قشر حرکتی که حرکات را کنترل می نمایند، ادغام شوند یا نه. و سپس قصد دارند به مطالعه عواملی که سرعت و وسعت این ترکیب و ادغام را کنترل می نمایند بپردازند.

علاوه بر این، تیم تحقیقاتی امیدوار است ارگانوئیدهای مغزی را طوری ارتقاء دهند تا آنها بتوانند به شکل بهتری از مغز واقعی انسان تقلید نمایند. چن گفت:ما بستری می خواهیم که بتواند بیشتر شبیه به مغز عمل کند. و در تئوری امیدواریم که این روش در آینده بتواند برای ترمیم مغز مفیدتر باشد.

منبع: Live Science

5858