A laboratóriumi termesztett mini-agyok etikai hamisságot okoznak

Írás a folyóirat jelenlegi online számában Őssejtek és fejlődés, a Kaliforniai Egyetemi San Diego Orvostudományi Egyetem kutatói leírják egy gyors, költséghatékony módszer kifejlesztését az emberi kortikális organoidok közvetlenül az elsődleges sejtekből történő előállításához.

Az emberi agy működésének fejlesztésére irányuló kísérleti vizsgálatok korlátozottak. Az élő embrionális alanyokat érintő kutatásokat etikai aggályok és az agy törékeny jellege korlátozza. Az állati modellek csak részben utánozzák vagy összegzik az emberi biológiát és a kognitív funkciókat. Az egysejtű vizsgálatok nem fedik fel a neurális hálózatok összetettségét.

Az utóbbi években a in vitro az emberi organoidok - az átprogramozott őssejtekből előállított szerv háromdimenziós, miniatürizált, egyszerűsített változatai - lehetővé tették a tudósok számára, hogy reálisabban és részletesebben tanulmányozzák a biológiai funkciókat, betegségeket és kezeléseket.

"És ez magában foglalja az agyat is" - mondta Alysson R. Muotri, PhD, az UC San Diego Orvostudományi Kar gyermekgyógyászati, sejt- és molekuláris orvoslásának tanára, az UC San Diego Őssejt Programjának igazgatója és a Sanford Konzorcium tagja a regeneratív orvoslás számára. „Az agyi organoidok különféle agyi régiókat képezhetnek. Funkcionális és elektromos gerjesztésre képes neuronokat mutatnak be. A génexpresszió szintjén hasonlítanak az emberi kérgi fejlődésre. ”

Muotri a szakterület vezetői közé tartozik, aki az „agy-egy-csészébe” megközelítést használta az első közvetlen kísérleti bizonyítékként arra, hogy a Zika vírus képes súlyos születési rendellenességeket okozhat, hogy a meglévő HIV-drogokat egy ritka, öröklött neurológiai rendellenesség és létrehozni Neandervölgyi „mini-agyak”.

Az emberi agy organoidjait azonban nehéz, időigényes és költséges előállítani, és kifinomult eszközökre és know-how-ra van szükség az emberi indukált pluripotens őssejtek (iPSC) előállításához, amelyek képesek szinte bármilyen sejtté válni a bőr sejtjeiből, úgynevezett fibroblasztokból, majd irányítják azok az iPSC-k, amelyek megkülönböztetik egymással összekapcsolt sejttípusokat, amelyek olyan szervet tartalmaznak, mint az agy.

Az új cikkben Muotri idősebb szerző és munkatársai egy új, gyors és költséghatékony módszert írnak le az egyes szomatikus sejtek közvetlen programozására kortikális organoidokba egyének százaiból egyidejűleg. Ehhez a folyamat több lépését tömörítették és optimalizálták, hogy a szomatikus sejteket újraprogramozzák, kiterjesszék és stimulálják, hogy szinte egyidejűleg kortikális sejteket képezzenek. Az eredmény egy kortikális organoid, amely teljes egészében szomatikus sejtekből fejlődik ki, csak kisebb manipulációkkal - mondta Muotri.

"Amit tettünk, az elvprotokoll létrehozása egy szisztematikus, automatizált folyamathoz, amely nagyszámú agyi organoidot generál" - mondta Muotri. „A lehetséges felhasználási lehetőségek hatalmasak, ideértve a nagy agyi organoid tárházak létrehozását és az oksági genetikai variánsok felfedezését az emberi neurológiai állapotokhoz, amelyek számos ismeretlen jelentőségű mutációhoz kapcsolódnak, például az autizmus spektrum zavarához. Ha meg akarjuk érteni az emberi megismerés változékonyságát, ez az első lépés. ”