Minimózgi z ludzkiej skóry pomogą badać np. Zikę czy autyzm

Podczas eksperymentów medycznych i testowania leków ważne jest to, by naukowcy dysponowali wystandaryzowanymi hodowlami komórkowymi. Dzięki temu oryginalne warunki doświadczenia mogą być później odtworzone przez kolejne zespoły badaczy. Tymczasem dotychczasowe hodowle komórkowe nie są idealne. Jeśli opracowano je lata temu (a bywają linie komórkowe używane w tysiącach różnych doświadczeń), jest szansa, że w danej linii komórkowej nastąpiły mutacje i zmienił się genom, przez co kolejnym zespołom trudno powtórzyć eksperyment.

Zespół dr. Thomasa Hartunga z amerykańskiej John Hopkins Bloomberg School of Public Health wpadł na pomysł, by w eksperymentach wykorzystywać… minimózgi hodowane z ludzkich komórek. O minimózgach opowiadał on podczas konferencji ESOF (European Science Open Forum) w Manchesterze. – Potrzebne nam hodowle na miarę XXI wieku – dodał. – Nie chcemy hodowli komórkowych, które wyglądają jak jajka sadzone – stwierdził badacz.

Od dowolnego dawcy pobierane są komórki skóry. Są one przeprogramowane tak, że stają się komórkami macierzystymi, a z nich z kolei tworzone są komórki mózgowe. Rosną one w kontrolowanych warunkach w wytrząsarkach i po trzech miesiącach tworzą kuleczki złożone z ok. 20 tys. komórek. Każda taka kuleczka ma średnicę ok. 0,35 mm – ledwo więc ją widać gołym okiem. To jednak w zupełności wystarczy, żeby obserwować działanie neuronów – np. po podaniu określonych farmaceutyków. A dzięki temu, że minimózgi są maleńkie, nie ma problemów z odżywianiem wszystkich komórek, z których się składają – do wnętrza minimózgów bez problemu transportowany jest tlen i substancje odżywcze.

Komórki w takiej hodowli są w pełni funkcjonalne – istnieją w nich różne typy neuronów, które spontanicznie formują obwody elektrofizjologiczne i widać w nich aktywność elektryczną. – Można powiedzieć, że te komórki myślą. Chociaż prawdę powiedziawszy, nie za bardzo mają o czym myśleć – nie mają danych wejściowych – przyznał Hartung.

Dużym plusem takiej hodowli jest fakt, że minimózgi można zamrozić, a po rozmrożeniu organoidy dalej funkcjonują prawidłowo. Dzięki temu hodowle komórkowe można bezpiecznie przechowywać przez dłuższy czas i łatwiej transportować je na duże odległości. Komercyjnym wytwarzaniem takich linii komórkowych zajmuje się spółka Oranome LLC – spin-off powstały przy John Hopkins Bloomberg School of Public Health.

Poza tym minimózgi wytworzyć można z komórek skóry dowolnego dawcy – a więc np. o takim profilu genetycznym, który odpowiada tematyce badań. Komórki skóry pobrać można np. od osoby z chorobą Parkinsona, aby wytworzyć całą linię komórkową minimózgów i badać działanie neuronów w chorobie Parkinsona. Minimózgi już teraz używane są do badań nad autyzmem, nad wirusem Zika czy nad mechanizmami związanymi z zespołem Downa.

Dr Hartung zaznaczył, że badacze mogliby stworzyć hodowle komórkowe o wiele bardziej wysublimowane – a więc np. minimózgi większe i o bardziej skomplikowanej strukturze. To jednak sprawiłoby, że mózgi nie byłyby identyczne – zaczynałyby się różnicować. Zdaniem brytyjskiego badacza wytworzenie takich „ferrari” wśród hodowli komórkowych wcale nie jest naukowcom potrzebne. Znacznie bardziej istotne jest opracowanie czegoś na miarę „mini coopera” – wystandaryzowanego auta, które można produkować masowo i które zawsze wygląda tak samo. Dzięki temu kolejni badacze pracujący nad podobnymi zagadnieniami będą mogli powtórzyć eksperyment i uzyskać wyniki takie jak ich poprzednicy. (PAP)

lt/ mrt/

Data publikacji:02.08.2016 r.