Stanford Üniversitesi araştırmacıları, insan sinir hücrelerinin yaşayan bir sinir sistemi içinde nasıl geliştiğini incelemek için yeni bir model geliştirdi. Çalışmada, gelişim sırasında beyin korteksi ve hipokampusun büyük bölümü sınırlanan yeni doğmuş farelere insan kökenli beyin organoidleri nakledildi.
İnsan nöronları canlı devreye bağlandı
Yetişkin hücrelerin yeniden programlanmasıyla elde edilen indüklenmiş pluripotent kök hücrelerden üretilen dört küçük kortikal organoid, fare beynindeki boş alana yerleştirildi. İnsan hücreleri burada hayatta kaldı, büyüdü ve iki ila üç ay içinde yaklaşık 4,7 kat genişledi.
Üçüncü ayda insan kökenli doku, nakil yapılan farelerde bulunan kortikal dokunun yaklaşık yüzde 92'sini oluşturdu. Araştırmacılar, bu hücrelerin fare beyni ve omuriliğiyle bağlantılar kurduğunu; eş zamanlı elektriksel aktivite dalgaları ürettiğini belirledi.
İnsan beyni değil, gelişmiş bir araştırma platformu
Çalışma, fare içinde tam bir insan beyni oluşturmayı değil, insan nöronlarının işleyen bir biyolojik ortamda olgunlaşmasını gözlemlemeyi amaçlıyor. İnsan nöronları fare nöronlarından daha yavaş geliştiği için, oluşturulan alan onların uzun mesafeli bağlantılar kurmasına fırsat tanıdı.
Beşinci ve altıncı aylarda nakledilen hücreler, insan beyninin gebeliğin ileri dönemlerindeki gelişim özelliklerine benzer bir olgunluk gösterdi. Ekip ayrıca, laboratuvar ortamında üretilmesi zor bazı hücre türlerini ve insanlarda bulunan von Economo nöronlarına benzer hücreleri de gözlemledi.
İnsan dokusunun, temel çalışma belleği görevlerinde sınırlı da olsa işlevsel katkı sunduğu görüldü. Bununla birlikte doku, doğal insan korteksinin katmanlı yapısına veya tam hücresel çeşitliliğine henüz ulaşmış değil.
Nörobilim için yeni bir pencere
Stanford Üniversitesi ekibinin Nature dergisinde yayımlanan araştırması, insan beyninin gelişimini ve sinir hücrelerinin çevresel etkilere verdiği yanıtları daha gerçekçi koşullarda inceleme potansiyeli taşıyor. Gelişen organoid teknolojileriyle birlikte etik değerlendirme ve bilimsel denetimin de araştırmanın ayrılmaz parçası olması bekleniyor.
Bu yaklaşım, gelecekte nörolojik hastalıkların daha isabetli modellenmesine ve kişiselleştirilmiş tedavi araştırmalarının hızlanmasına katkı sağlayabilir.
