دانشمندان دانشگاه هاروارد موفق شدهاند تودههایی از سلولهای مغز انسان به اندازه دانههای فلفل را به مدت بیسابقه هفت سال در آزمایشگاه پرورش دهند. این تودههای سلولی فرایند پیری و تکاملی مشابه مغز انسان را طی کردهاند؛ یافتهای که نشان میدهد توانستهاند گذر زمان را ثبت کنند.
این تودههای کوچک که به آنها ارگانوئید (Organoid) گفته میشود، ساختارهای سهبعدی و مدلهای بیولوژیکی سادهشدهای هستند که پژوهشگران سراسر جهان برای کشف اسرار مغز و آزمایش داروهای جدید بدون نیاز به حیواناتی نظیر موش، آنها را از سلولهای بنیادی کشت میدهند. ارگانوئیدها معمولاً تنها چند ماه زنده میمانند و پنجرهای محدود به مراحل اولیه رشد مغز انسان ارائه میدهند که تکمیل آن نزدیک به ۲۰ سال زمان میبرد. رکورد پیشین برای کهنسالترین ارگانوئیدهای مغزی ثبتشده کمتر از دو سال بود.
اکنون تیمی از محققان تحت هدایت دانشمندان آمریکایی، این سلولها را حدود هفت سال زنده نگه داشتهاند. به گفته «پائولا آرلوتا»، استاد دانشگاه هاروارد و نویسنده ارشد این پژوهش، این نمونهها مسنترین ارگانوئیدهای ساختهشده تاکنون هستند. ارگانوئیدهای مغزی در طول سالها با وجود اینکه هرگز درون یک جنین یا بدن انسانی قرار نگرفته بودند، به تغییر و بلوغ خود ادامه دادند که نشان میدهد مغز میتواند خارج از بدن یک فرد نیز برای این مدت زمان بیسابقه تکامل یابد.
تحلیل تکامل ارگانوئیدهای مغزی با ساعتهای ژنتیکی
دانشمندان امیدوارند نتایج این مطالعه مسیر درک نحوه ظهور و پیشرفت اختلالاتی مانند اوتیسم و اسکیزوفرنی را در سنین بالاتر هموار کند. این مطالعه نشان میدهد ارگانوئیدها گذر زمان را ثبت میکنند و حافظهای از مراحل تکاملی طیشده را در خود نگه میدارند. این پدیده به معنای حافظه به مفهوم رایج انسانی مانند به یاد آوردن خاطرات نیست، بلکه گذشته این سلولها در سطح سلولی حک شده است. ارگانوئیدها فاقد ورودی حسی، آگاهی یا عملکردهای مرتبه بالای مغزی هستند.
پژوهشگران برای بررسی روند پیری این ساختارها از سه مدل ساعت ژنتیکی برای تخمین سن بیولوژیکی استفاده کردند که همگی تغییراتی مشابه سلولهای طبیعی مغز را در طول زمان تأیید کردند. تیم تحقیق در آزمایشی ترکیبی، سلولهای یکساله را با سلولهای جوان دو هفتهای ترکیب کرد. درحالیکه سلولهای جوان رفتاری عادی داشتند، سلولهای مسنتر جهشی بزرگ در تکامل انجام داده و تولید نورونهایی را آغاز کردند که روند شکلگیری آنها معمولاً چهار ماه زمان میبرد.
این دستاورد با ایجاد میانبر در روند تکامل سلولها، احتمال تسریع رشد سلولهای مغزی را در آینده تقویت میکند. اگرچه این ساختارها بدون داشتن بدنی مستعد بیماری به صورت فرضی ممکن است بیش از انسانها زنده بمانند، ارگانوئیدهای این پژوهش به تازگی پس از پایان آزمایش تخریب شدند.
یافتههای این مطالعه در ژورنال Nature منتشر شده است.
