Care sunt provocările în studiul creierului?
Dezbaterea privind metodele de analizare a patologiilor neurologice este una complexă. Spre deosebire de alte organe, precum ficatul sau rinichii, creierul nu permite o biopsie simplă fără riscul de a afecta funcții vitale. Din acest motiv, oamenii de știință au apelat la crearea în laborator a unor structuri tridimensionale din celule stem, cunoscute sub denumirea de „mini-creiere”. Deși aceste modele imită anumite aspecte ale țesutului cerebral, ele rămân incomplete, lipsindu-le vascularizația, conexiunile neuronale complete și stimulii senzoriali esențiali pentru o dezvoltare autentică.
O altă strategie a implicat transplantarea unor mici porțiuni de cortex uman în șoareci sau șobolani.
Ce este xenocorticația?
Problema majoră era însă bariera biologică: țesutul animal creștea mult mai rapid, sufocând, în cele din urmă, dezvoltarea materialului uman. Pentru a depăși acest obstacol, echipa de cercetători a conceput un protocol inovator, menit să ofere spațiu suplimentar pentru creșterea cortexului uman.
Metoda a constat în modificarea genetică a embrionilor de șoarece, prin inactivarea genei Esco2. Această intervenție a stopat formarea neocortexului și a hipocampului, rezultând într-un creier cu o masă redusă la aproximativ jumătate. Astfel, în cutia craniană s-a eliberat un volum considerabil, perfect adaptat pentru a găzdui țesutul uman. La scurt timp după naștere, fiecare puieț a primit implantate patru fragmente de cortex uman, o procedură denumită de cercetători „xenocorticație”.
Rezultatele au depășit așteptările: rata de supraviețuire a grefei a fost de peste 86%.
Cât de spectaculoase sunt rezultatele?
În săptămânile următoare, țesutul transplantat a continuat să se extindă, volumul său crescând de aproape cinci ori între luna a doua și a treia.
După aproximativ nouăzeci de zile, analiza a relevat că celulele umane reprezentau aproape 92% din masa cortexului animal, cu o densitate neuronală de aproximativ 32.000 de neuroni pe milimetru cub.
Profilul genetic al țesutului format a reflectat compoziția celulară specifică cortexului uman din al doilea trimestru de sarcină. Mai mult, cercetătorii au identificat neuroni specific umani, precum cei de proiecție din stratul cinci și rarii neuroni Von Economo, prezenți la oameni și la alte mamifere cu creiere complexe.
Cum se realizează integrarea și funcționalitatea?
Integrarea nu s-a limitat la simpla prezență, ci a inclus și interacțiuni funcționale. Celulele umane au recepționat semnale din zone profunde ale creierului animal, iar axonii neuronilor umani s-au extins până la măduva spinării cervicale.
Acest experiment confirmă că cortexul uman nu doar supraviețuiește într-un organism viu, ci se integrează activ în rețeaua nervoasă a gazdei, oferind perspective noi pentru înțelegerea și tratarea afecțiunilor cerebrale.