Ilmuwan menumbuhkan sel otak manusia pada tikus untuk mempelajari penyakit

Para ilmuwan menanamkan sel-sel otak manusia ke dalam otak tikus-tikus muda, di mana sel-sel itu tumbuh dan membentuk koneksi.

Ini adalah bagian dari upaya untuk mempelajari lebih baik evolusi otak manusia dan penyakit yang mempengaruhi organ-organ yang lebih kompleks ini, membuat kita menjadi seperti apa yang telah lama diselimuti misteri.

“Ada kemungkinan bahwa banyak gangguan seperti autisme dan skizofrenia adalah unik pada manusia,” kata Dr. Sergio Pasca, penulis senior studi yang menjelaskan pekerjaan tersebut, yang diterbitkan Rabu di jurnal Nature.

Metode yang tidak melibatkan pengangkatan jaringan dari otak manusia adalah “cara yang menjanjikan untuk mencoba mengobati kondisi ini.”

Penelitian ini didasarkan pada kerja tim sebelumnya Menciptakan ‘organel’ di otak, struktur kecil yang menyerupai organ manusia yang juga dibuat untuk mewakili orang lain Seperti hati, ginjal, prostat atau bagian utamanya.

Untuk membuat organel otak, para ilmuwan Stanford University mengubah sel kulit manusia menjadi sel punca dan kemudian membujuknya menjadi beberapa jenis sel otak. Sel-sel ini kemudian berkembang biak untuk membentuk organel yang menyerupai korteks serebral, lapisan terluar dari otak manusia, yang memainkan peran kunci dalam hal-hal seperti memori, berpikir, belajar, penalaran, dan emosi.

Para ilmuwan mentransplantasikan organel ini ke anak tikus berusia dua hingga tiga hari, suatu tahap ketika koneksi otak masih terbentuk. Organel-organel itu tumbuh sehingga akhirnya menempati sepertiga belahan otak tikus tempat mereka ditransplantasikan. Neuron dari organel membentuk koneksi kerja dengan sirkuit di otak.

Neuron manusia telah ditransplantasikan ke hewan pengerat sebelumnya, tetapi umumnya ke hewan dewasa, biasanya tikus. Ini adalah pertama kalinya organel ini ditempatkan di otak tikus awal, kata Pasca, seorang profesor psikiatri di Stanford School of Medicine, yang menciptakan “sirkuit otak manusia paling canggih yang pernah dibangun dari sel kulit manusia dan membuktikan bahwa manusia yang ditransplantasikan neuron dapat mempengaruhi perilaku hewan.

Untuk menguji penggunaan praktis dari pendekatan ini, para ilmuwan menanamkan organoid ke kedua sisi otak tikus: satu dari sel orang yang sehat dan yang lainnya dari sel seseorang dengan sindrom Timothy, kondisi genetik langka yang terkait dengan masalah jantung dan spektrum autisme. kekacauan.

Setelah lima sampai enam bulan, mereka melihat efek penyakit yang berhubungan dengan aktivitas neuron. Ada perbedaan dalam aktivitas listrik dari kedua sisi, dan neuron dari orang dengan sindrom Timothy jauh lebih kecil dan tidak tumbuh seperti banyak ekstensi yang mengambil input dari neuron terdekat.

Para peneliti, yang studinya sebagian didanai oleh National Institutes of Health, mengatakan bahwa mereka dapat melakukan jenis eksperimen yang sama menggunakan organoid yang terbuat dari sel-sel orang dengan gangguan seperti autisme atau skizofrenia – dan berpotensi mempelajari hal-hal baru tentang bagaimana kondisi ini mempengaruhi tubuh. . otak juga.

Dr Flora Vaccarino dari Universitas Yale – yang sebelumnya menumbuhkan rumpun yang mengandung korteks serebral yang terbuat dari DNA dari orang dengan autisme – mengatakan penelitian ini memajukan bidang tersebut.

“Sangat mengesankan apa yang mereka lakukan di sini dalam hal apa yang benar-benar dapat ditunjukkan oleh sel-sel ini kepada kita dalam hal perkembangan lanjutan mereka … pada tikus,” kata Vacarino, yang tidak terlibat dalam penelitian ini.

Eksperimen hewan seperti itu menimbulkan masalah etika. Misalnya, Pasca mengatakan bahwa dia dan timnya sadar akan kesehatan tikus dan apakah mereka masih berperilaku normal dengan organel di dalamnya, yang katanya mereka lakukan. Namun, menurut Pasca, hal ini tidak harus dialami pada primata. Ahli etika juga mempertanyakan kemungkinan organoid otak di masa depan mencapai sesuatu seperti kesadaran manusia, yang menurut para ahli sekarang sangat tidak mungkin.

Beberapa ilmuwan sedang mempelajari organoid otak manusia di luar hewan. Sebagai contoh, para peneliti di ETH Zurich di Swiss menerbitkan sebuah file Belajar di alam Awal bulan ini, mereka menjelaskan bagaimana mereka menumbuhkan jaringan mirip otak dari sel punca di laboratorium dan kemudian memetakan jenis sel di berbagai wilayah otak dan gen yang mengatur pertumbuhannya. Beberapa menggunakan struktur ini untuk mempelajari autisme.

Pasca mengatakan organel otak juga dapat digunakan untuk menguji pengobatan baru untuk gangguan neuropsikiatri, penyebab kecacatan terbesar di seluruh dunia. Penelitian semacam itu, katanya, akan membantu para ilmuwan mengambil langkah-langkah yang sejauh ini sangat sulit karena sangat sulit untuk masuk ke otak manusia — yang merupakan “alasan mengapa kita tertinggal jauh dalam psikiatri dibandingkan dengan cabang psikiatri lainnya. . Obat dalam hal pengobatan”.

___

Departemen Kesehatan dan Sains Associated Press menerima dukungan dari Divisi Pendidikan Sains Institut Medis Howard Hughes. AP bertanggung jawab penuh atas semua konten.