دانشمندان با سلول‌های بنیادی مغزهای کوچکی پرورش دادند که حتی روی خودشان چشم هم تولید کردند!
دانشمندان در مقاله‌ای جالب گزارش کرده‌اند که مغزهای کوچکی در آزمایشگاه از سلول‌های بنیادی پرورش داده‌اند. این مغزهای کوچک به طور خود به خود ساختارهای ابتدایی چشم را ایجاد کرده بودند.
روی ارگانوئیدهای کوچک مغز مشتق شده از انسان، دو فنجان نوری متقارن دو طرفه رشد کرده بود که منعکس کننده رشد ساختارهای چشمی در جنین انسان بود. این نتیجه باورنکردنی می‌تواند به ما در درک بهتر فرآیند تمایز و رشد چشم و همچنین بیماری‌های چشم کمک کند.
جی گوپالاکریشنان، عصب شناس از بیمارستان دانشگاه دوسلدورف در آلمان در بیانیه‌ای در سال 2021 گفت: «کار ما توانایی قابل توجه ارگانوئیدهای مغز را برای تولید ساختارهای حسی اولیه که حساس به نور هستند، نشان می دهد.»
این ارگانوئیدها می‌توانند به مطالعه تعاملات مغز و چشم در طول رشد جنین، مدل‌سازی اختلالات مادرزادی شبکیه، و تولید انواع سلول‌های شبکیه ویژه بیمار برای آزمایش‌های دارویی شخصی و درمان‌های پیوند کمک کنند.
ارگانوئیدهای مغزی، مغز واقعی نیستند. آنها ساختارهای کوچک و سه بعدی هستند که از سلول‌های بنیادی پرتوان القایی مشتق می‌شوند. این نوع سلول‌ها، سلول‌هایی که از انسان بالغ برداشت شده و با مهندسی معکوس به سلول های بنیادی تبدیل می‌شوند، که پتانسیل رشد به انواع مختلف بافت را دارند.
در این مورد، این سلول‌های بنیادی، شبه‌بافت مغزی ایجاد می‌کنند که البته بدون هیچ چیزی شبیه به افکار، احساسات یا آگاهی است. چنین “مغزهای کوچکی” برای اهداف تحقیقاتی استفاده می شود که عملا این آزمایش‌ها را در مغزهای زنده واقعی نمی‌توان انجام داد، یا حداقل از نظر اخلاقی دشوار است. برای مثال، آزمایش‌های دارویی، یا مشاهده رشد سلولی در شرایط نامطلوب خاص.
اما این بار، گوپالاکریشنان و همکارانش به دنبال مشاهده رشد چشم بودند.
به جای رشد مستقیم این ساختارهای بینایی، تیم Gopalakrishnan می‌خواستند ببینند که آیا می‌توان آنها را به عنوان بخشی از ارگانوئیدهای مغزی رشد داد.با این کار این مزیت به وجود می‌آمد که چگونه این دو نوع بافت می توانند با هم رشد کنند، به جای رشد ساختارهای اپتیکی به تنهایی.
محققان در مقاله خود نوشتند: “توسعه چشم یک فرآیند پیچیده است و درک آن می‌تواند زمینه‌ساز پایه مولکولی بیماری‌های اولیه شبکیه باشد.”
آنها رتینول استات را به عنوان کمکی به رشد چشم، به محیط کشت اضافه کردند.
شبه‌مغز آنها که به دقت مراقبت شده بود، از 30 روز پس از رشد، فنجان‌های بینایی را تشکیل داد که ساختارها به وضوح در 50 روزگی قابل مشاهده بودند. این امر با زمان‌بندی رشد چشم در جنین انسان مطابقت دارد، به این معنی که این ارگانوئیدها می‌توانند برای مطالعه پیچیدگی‌های این فرآیند مفید باشند.
فنجان‌های بینایی حاوی انواع مختلفی از سلول های شبکیه بودند که به صورت شبکه‌های عصبی که به نور پاسخ می دادند و حتی حاوی عدسی و بافت قرنیه بودند. در نهایت، ساختارها حتی اتصال شبکیه به مناطقی از بافت مغز را نشان دادند.
از 314 ارگانوئید مغزی که تیم رشد کرد، 73 درصد آنها فنجان‌های بینایی را توسعه دادند. این تیم امیدوار است که استراتژی‌هایی برای زنده نگه داشتن این ساختارها در مقیاس‌های زمانی طولانی‌تر برای انجام تحقیقات عمیق‌تر با پتانسیل عظیم ایجاد کند.
دانشمندان امیدوارند که از ارگانوئیدهای نسل بعدی برلای مدل‌سازی رتینوپاتی‌ها یعنی مشکلات شبکیه استفاده کنند.
این تحقیق در Cell Stem Cell منتشر شده.
