بازسازی مدارهای مغز با روشی جدید – با یک ضربه

دو گروه تحقیقاتی مستقل با رشد سلول های عصبی از سلول های بنیادی موش به بازسازی موفقیت آمیزی مدارهای مغز دست یافته اند.

من گزارش میدم تکناکهر دو مطالعه که در مجله Cell منتشر شده اند، بینش ارزشمندی در مورد شکل گیری بافت مغز و همچنین دیدگاه های جدیدی برای بازگرداندن عملکرد از دست رفته مغز ناشی از بیماری و پیری ارائه می دهند.

موش ها و موش ها، که دو گونه مجزا هستند که به طور مستقل برای حدود 20 تا 30 میلیون سال تکامل یافته اند، موضوع آزمایش های قبلی بوده اند که در آن دانشمندان با موفقیت با استفاده از سلول های بنیادی یک موش معمولی، پانکراس را در موش ها جایگزین کردند.

این فرآیند که به عنوان افزودن بلاستوسیست شناخته می شود، شامل تزریق سلول های بنیادی طبیعی موش به بلاستوسیست موش است. بلاستوسیست ها جنین هایی هستند که به دلیل جهش های ژنتیکی توانایی ایجاد پانکراس در مراحل اولیه را ندارند. متعاقبا، سلول‌های بنیادی موش‌های صحرایی تمایز یافته و پانکراس از دست رفته را تشکیل می‌دهند، بنابراین عملکرد آن را تکمیل می‌کنند.

جزئیات دو مطالعه

کریستین بالدوین، نویسنده اصلی یکی از مقالات، گفت: “این مطالعه به نشان دادن انعطاف پذیری بالقوه مغز در استفاده از مدارهای عصبی مصنوعی برای بازگرداندن عملکرد مغز کمک می کند.”

گروه تحقیقاتی بالدوین با استفاده از سلول های بنیادی موش، مدارهای عصبی مسئول بویایی را در موش های معمولی، که به عنوان مدارهای عصبی بویایی شناخته می شوند، به همراه عملکرد آنها بازسازی کردند.

جون وو، نویسنده مقاله دیگری گفت: توانایی تولید بافت مغز از یک گونه در گونه های دیگر می تواند به ما در درک رشد و تکامل مغز در گونه های مختلف کمک کند.

گروه تحقیقاتی Wu یک پلت فرم مبتنی بر CRISPR ایجاد کرده است که قادر به شناسایی موثر ژن‌های خاصی است که رشد بافت‌های خاص را تحریک می‌کنند. آنها این پلت فرم را با غیرفعال کردن یک ژن حیاتی برای رشد پیش‌مغز در موش و متعاقبا بازسازی بافت با استفاده از سلول‌های بنیادی موش آزمایش کردند.

این یافته ها حیاتی هستند

محققان به این نتیجه رسیدند که افزودن بلاستوسیست ها به نتایج متفاوتی در بازگرداندن مدارهای عصبی بویایی موش ها بسته به گونه مورد استفاده منجر شد. در مواردی که نورون‌های موش وجود داشتند اما غیرفعال بودند، معرفی نورون‌های موش منجر به تشکیل مناطق مغزی سازمان‌یافته‌تر در مقایسه با نمونه کنترل شد.

با این حال، هنگامی که این هیبریدهای موش و موش طبیعی با آزمایش رفتاری مورد ارزیابی قرار گرفتند، نورون‌های موش در بازگرداندن رفتار به نمونه کنترل مؤثرترین عملکرد را داشتند.

تصویر بزرگتر

محققان در حال بررسی امکان رشد اندام های انسان در گونه های دیگر مانند خوک با استفاده از مکمل بلاستوسیست هستند. در یک پیشرفت قابل توجه در سال گذشته، دانشمندان با استفاده از سلول های بنیادی انسان، کلیه های جنینی را در خوک ها با موفقیت تولید کردند. این پیشرفت یک راه حل امیدوارکننده برای بسیاری از افرادی است که در حال حاضر منتظر پیوند عضو هستند.

به گفته محققان، آرزوی ما غنی‌سازی اندام‌های خوک با درصد مشخصی از سلول‌های انسانی به منظور بهبود نتایج برای دریافت‌کنندگان عضو است. اما در حال حاضر، هنوز چالش های فنی و اخلاقی زیادی وجود دارد که باید قبل از اینکه بتوانیم آن را در آزمایشات بالینی آزمایش کنیم، بر آن غلبه کنیم.

گزارش هایی از گروه های تحقق بالدوین و وو در مجله Cell منتشر شد.