นักวิทยาศาสตร์ชาวออสเตรียรายงานว่าพวกเขาได้เปลี่ยนสเต็มเซลล์ให้กลายเป็นกลุ่มของเนื้อเยื่อที่คล้ายกับจุดเริ่มต้นของสมองมนุษย์
ออร์กาไนด์ขนาดเล็กอย่างที่นักวิจัยเรียกมันว่าโตขึ้นถึงขนาด 4 มิลลิเมตร พวกมันมีภูมิภาคพิเศษหลายอย่างที่พบในสมองของทารกในครรภ์ประมาณเก้าสัปดาห์เพื่อการพัฒนา
แม้ว่าสมองของทารกเหล่านี้จะไม่ทำงานเป็นชิ้นส่วนทดแทน แต่ก็มีประโยชน์สำหรับการทำความเข้าใจการพัฒนาสมองและจะไปที่ไหนและอย่างไรจะเบี้ยว
นักวิจัยได้ใช้แบบจำลองเพื่อเข้าใจปัญหาหนึ่งที่เรียกว่า microcephaly ซึ่งเป็นภาวะทางพันธุกรรมที่ทำให้เด็กเกิดมาพร้อมกับหัวและสมองที่เล็กกว่าค่าเฉลี่ยและส่งผลให้เกิดความพิการทางสมอง
วิธีการเติบโตของสมองใหม่อาจเป็นประโยชน์สำหรับการศึกษาความผิดปกติทางระบบประสาทอื่น ๆ เช่นโรคจิตเภทและออทิสติกและสำหรับการทดสอบยาใหม่นักวิจัยกล่าวในการแถลงข่าววันอังคาร
การศึกษาถูกตีพิมพ์ออนไลน์ 28 สิงหาคมในวารสาร ธรรมชาติ
ก่อนหน้านี้นักวิจัยได้ชักชวนเซลล์ต้นกำเนิดที่จะเติบโตเป็นจุดเริ่มต้นของตามนุษย์และตับมนุษย์ทำงาน พวกเขายังสร้างต่อมใต้สมองที่ทำงานและหัวใจเต้นเพื่อหนู
นักวิจัย Juergen Knoblich รองผู้อำนวยการฝ่ายวิทยาศาสตร์ของสถาบันเทคโนโลยีชีวภาพโมเลกุลที่สถาบันการศึกษาทางวิทยาศาสตร์ของออสเตรียกล่าวว่า แต่จนถึงขณะนี้ความซับซ้อนของอวัยวะมนุษย์ที่สุดสมองของมนุษย์ยังไม่ไวต่อวัฒนธรรมเหล่านี้ .
สำหรับการศึกษาใหม่นักวิจัยอาบน้ำสเต็มเซลล์ในปัจจัยการเจริญเติบโตเพื่อกระตุ้นให้พวกเขาแบ่ง เมื่อเซลล์ต้นกำเนิดได้ก่อตัวลูกบอลขนาดเล็กของเซลล์และจุดเริ่มต้นของเส้นประสาทพวกเขาถูกฝังในหยดของส่วนผสมโปรตีนเจลที่กลายเป็นทั้งอาหารและการสนับสนุนทางกายภาพ หลังจากที่สารอินทรีย์ได้ขนาดที่พอเหมาะพวกมันจะถูกถ่ายโอนไปยังขวดที่ถูกเก็บไว้ในลักษณะคงที่เพื่อให้เซลล์และเนื้อเยื่อสัมผัสกับออกซิเจนและสารอาหาร
หลังจากสองเดือนที่ผ่านมาสมอง organoid หยุดการพัฒนาอาจเป็นเพราะพวกเขาขาดเลือดเพื่อส่งออกซิเจนและอาหารลึกเข้าไปในเนื้อเยื่อนักวิจัยกล่าวว่า
โดยการศึกษาการแสดงออกของยีนของเนื้อเยื่อต่าง ๆ ของ organoid นักวิจัยสามารถระบุพื้นที่สมองที่แยกจากกัน ได้แก่ คอร์เทกซ์ด้านหลังคอร์เทกซ์ prefrontal คอร์เทกซ์ forebrain และ ventral forebrain, ฮิบโปแคมปัส, choroid plexus และเรตินาที่ยังไม่สมบูรณ์ –
จุดเริ่มต้นของดวงตา
อย่างไรก็ตามพื้นที่เหล่านี้ไม่ได้มีการพัฒนาในทุกออร์กอยด์และพวกมันก็ไม่ได้ดูเหมือนสมองของมนุษย์ในขณะที่มันเติบโตในครรภ์
“ ในตัวอ่อนที่กำลังพัฒนาคุณมีเยื่อหุ้มสมองส่วนหน้าแล้วหน้าท้องล่างข้างล่างนั้นและด้านหลังคุณมีสมองกลางสมองซีรีเบลลัมและก้านสมอง” Madeline Lancaster นักวิจัยหลังปริญญาเอกของสถาบัน ของเทคโนโลยีชีวภาพระดับโมเลกุล
“ ในของเราเราไม่มีองค์กรเชิงพื้นที่เรามีภูมิภาคเหล่านั้น แต่พวกเขาไม่ได้จัดระบบเชิงพื้นที่ในลักษณะนั้น” เธอกล่าว
และในขณะที่นักวิจัยพบหลักฐานบางอย่างว่าบริเวณสมองที่แตกต่างกันทำงาน แต่พวกเขาไม่คิดว่าสารอินทรีย์นั้นมีสายและเชื่อมต่อกับสมองที่โตเต็มที่เพราะการเชื่อมต่อแบบนั้นเป็นสิ่งที่เกิดขึ้นในขั้นตอนการพัฒนาในภายหลัง
“ มันเหมือนกับการผลิตทรานซิสเตอร์และตัวต้านทานทั้งหมดในวิทยุ แต่ไม่ใช่การเดินสายทั้งหมดเพื่อให้คุณสามารถฟังวิทยุได้” Amy Bernard ผู้อำนวยการวิทยาศาสตร์โครงสร้างของสถาบันวิทยาศาสตร์สมองอัลเลนในซีแอตเติลกล่าว “แต่การได้รับหน่วยการสร้างอย่างแน่นอนเป็นขั้นตอนแรก”
อย่างไรก็ตาม “มันเป็นเรื่องที่น่าประทับใจมากที่เห็นระดับความแตกต่างที่เกิดขึ้นในแบบจำลองนี้” เบอร์นาร์ดเสริมซึ่งไม่ได้เกี่ยวข้องกับการศึกษากล่าวเสริม
เพื่อพิสูจน์คุณค่าของการเฝ้าดูการพัฒนาสมองในระยะต่อไปด้วยวิธีนี้นักวิจัยจึงนำสเต็มเซลล์จากบุคคลที่มี microcephaly ซึ่งเป็นปัญหาการพัฒนาที่ส่งผลกระทบต่อเด็กประมาณ 25,000 คนในเด็ก 4 ล้านคนที่เกิดในสหรัฐอเมริกาในแต่ละปี
พวกเขาทำการรักษาเซลล์ต้นกำเนิดด้วยสารเคมีเพื่อคืนพวกเขาให้อยู่ในสถานะของตัวอ่อนจากนั้นดูพวกเขาเมื่อพวกเขาเริ่มที่จะเติบโตในสมองต้น
เมื่อเทียบกับวิธีการที่สารออร์การอยด์ก่อนหน้าโตขึ้นเซลล์ต้นกำเนิดจากบุคคลที่มี microcephaly หยุดการแบ่งก่อนหน้านี้ดังนั้นพวกเขาจึงมีเซลล์ต้นกำเนิดรวมน้อยกว่าที่จะสร้างสมองทำให้สมองมีขนาดเล็กลง
“ ดังนั้นในเรื่องนี้เราเข้าใจว่า microcephaly พัฒนาขึ้นในผู้ป่วยรายเดียว” แลงคาสเตอร์กล่าว
ความหวังของพวกเขาคือโดยการศึกษากระบวนการ microcephaly และปัญหาการพัฒนาอื่น ๆ ในบุคคลจำนวนมากพวกเขาจะหาวิธีการใหม่ในการวินิจฉัยและรักษาสภาพเหล่านี้
