دانشمندان مغز آزمایشگاهی ساختند! – سایت علمی بیگ بنگ

بیگ بنگ: این توده کوچک ژلاتینی که درون یک ظرف آزمایشگاهی قرار دارد، نمایانگر جهشی بزرگ در تحقیقات مربوط به مغز انسان است.

به گزارش بیگ بنگ، این ساختار که به آن ارگانوئید گفته می‌شود، یک مدل زنده و سه‌بعدی از یک اندام انسانی است؛ و از نخستین نمونه‌هایی است که شامل چندین بخش متفاوت از مغز می‌شود. افزون بر این، این بخش‌ها با یکدیگر ارتباط برقرار می‌کنند و با فعالیت عصبی روشن می‌شوند، مشابه مغز یک جنین انسان در حدود ۴۰ روز پس از لقاح.

“آنی کاتوریا” مهندس زیست‌پزشکی از دانشگاه جانز هاپکینز می‌گوید:«ما نسل جدیدی از ارگانوئیدهای مغزی ساختیم. بیشتر ارگانوئیدهای مغزی که در مقالات می‌بینید تنها شامل یک بخش مغز هستند، مثل قشر مغز، ساقه مغز یا مغز میانی. اما ما یک ارگانوئید ابتدایی از کل مغز پرورش داده‌ایم؛ ما آن را ارگانوئید چندبخشی مغز یا MRBO می‌نامیم.»

ارگانوئیدها اندام کامل نیستند، بلکه نسخه‌های کوچک‌مقیاسی هستند که از کشت سلول و بافت در محیط آزمایشگاه رشد می‌کنند. هدف از ایجاد آن‌ها این است که دانشمندان بتوانند تغییرات، تفاوت‌ها و واکنش‌ها، مثلاً نسبت به داروهای جدید، را بدون نیاز به بررسی مستقیم یک انسان زنده مطالعه کنند.

این امر برای مغز اهمیت ویژه دارد. مغز پیچیده‌ترین اندام بدن انسان است و در عین حال، یکی از ناشناخته‌ترین آن‌هاست. شما نمی‌توانید به راحتی مغز یک فرد را بررسی فیزیکی کنید، چون ممکن است به سادگی بخش مهمی را آسیب بزنید. بنابراین ارگانوئیدهای مغزی بستری حیاتی برای درک عملکرد مغز، بیماری‌ها و اختلالات عصبی مانند اوتیسم و اسکیزوفرنی فراهم می‌کنند.

برای رشد این ارگانوئید مغزی، پژوهشگران سلول‌های خون و پوست انسان را گرفته و آن‌ها را به سلول‌های بنیادی پرتوان القایی(iPSC) تبدیل می‌کنند. این سلول‌ها به حالتی بازگردانده می‌شوند که می‌توانند به هر نوع سلول بدن انسان تبدیل شوند.

سپس این سلول‌های بنیادی بصورت جداگانه در ظرف پتری کشت داده می‌شوند که به انواع مختلف سلول‌ها از بخش‌های گوناگون مغز انسان تبدیل می‌شوند. تنها زمانی که هر یک از این بخش‌ها به‌اندازۀ کافی رشد کرد، آن‌ها را با استفاده از پروتئین‌های چسبنده به هم متصل می‌کنند؛ پروتئین‌هایی که مانند چسب عمل کرده و باعث می‌شوند بافت‌ها به هم پیوند بخورند و ارتباط برقرار کنند.

هر ارگانوئید بسیار کوچک است و حدود ۶ تا ۷ میلیون نورون دارد، در حالی که مغز کامل انسان بالغ، شامل ده‌ها میلیارد نورون است. با وجود سادگی بسیار نسبت به مغز بالغ، این ارگانوئیدها مدلی مناسب از نحوۀ عملکرد مغز انسان به عنوان یک شبکه یکپارچه ارائه می‌دهند.

در این مطالعه چند یافتۀ هیجان‌انگیز نیز به دست آمد: رگ‌های خونی در ارگانوئید متصل رشد کرده و شروع به تشکیل رگ‌های خونی جدید کردند. همچنین محققان شواهدی از بیان ژن مرتبط با بخش‌های مختلف ارگانوئید و نشانه‌های اولیه شکل‌گیری سد خونی-مغزی — غشای حیاتی که مغز را از مواد مضر محافظت می‌کند — پیدا کردند.

پژوهشگران می‌گویند این ارگانوئید بستری نوین برای مطالعه و تحلیل پیچیدگی‌های عملکرد مغز در گذر زمان فراهم می‌کند که به نوبه خود می‌تواند دیدگاه‌های مهمی درباره بیماری‌های رشدی و تحلیل‌برنده عصبی ارائه دهد و به توسعه درمان‌ها کمک کند.

“کاتوریا” می‌گوید: «بیماری‌هایی مانند اسکیزوفرنی، اوتیسم و آلزایمر کل مغز را تحت تأثیر قرار می‌دهند، نه فقط یک بخش آن را. اگر بتوانیم بفهمیم که چه چیزی از همان مراحل ابتدایی رشد مغز، اشتباه پیش می‌رود، شاید بتوانیم اهداف جدیدی برای غربالگری دارو پیدا کنیم. ما می‌توانیم داروها یا درمان‌های جدید را روی ارگانوئیدها آزمایش کنیم و ببینیم آیا واقعاً بر آن‌ها اثر می‌گذارد یا نه.» جزئیات بیشتر این پژوهش در نشریۀ Advanced Science منتشر شده است.

سایت علمی بیگ بنگ / منبع: sciencealert.com

لینک کوتاه نوشته : https://bigbangpage.com/?p=109171