חוקרים מדווחים על הצלחתם בפיתוח רשתות נוירונים תפקודיים הנגזרים מאורגנואידים (organoids) של תאי מוח
[תרגום מאת ד”ר נחמני משה]
אורגנואידים (organoids) של תאי מוח הם צברים תלת-ממדיים של תרביות רקמה שהוצמחו באופן מלאכותי ודומים במבנה המרחבי שלהם למוח אנושי. כעת, חוקרים מיפן מדווחים בכתב העת המדעי Stem Cell Reports על פיתוחם של רשתות נוירונים תפקודיים הנגזרים מאורגנואידים אלו. הגם שהאורגנואידים אינם מבצעים “חשיבה”, הכלי החדש של החוקרים – המאפשר לאתר פעילות עצבית בעזרת האורגנואידים אלו – יוכל לספק שיטה להבנת תפקודו של המוח האנושי.
“לאור העובדה כי הם מסוגלים לחקות התפתחות מוחית, אורגנואידים של תאי מוח עשויים לשמש כמודל למוח אנושי לשם חקר מחלות התפתחותיות ונוירולוגיות מורכבות”, אומר החוקר הראשי Jun Takahashi מאוניברסיטת קיוטו. אולם, מחקרים אלו מהווים אתגר, מאחר ואורגנואידים קיימים של המוח הם חסרי מבני תמיכה נדרשים, כגון כלי דם ורקמות, הוא מוסיף ומסביר. מאחר ולחוקרים יש גם יכולת מוגבלת להעריך את הפעילות הנוירונית של האורגנואידים, היה זה גם קשה להעריך באופן מקיף את התפקיד של רשתות נוירוניות.
“במסגרת המחקר שלנו, הצלחנו ליצור כלי ניתוחי חדש המאפשר הערכה מעמיקה של שינויים דינמיים בפעילות הרשת של כעשרת אלפי תאי מוח,” מסביר אחד מהחוקרים. “הדבר המרגש אודות מחקר זה טמון בכך שהצלחנו לאתר שינויים דינמיים בפעילות של יוני סידן ולחזות בפעילויות תאים”. בכדי להכין את האורגנואידים, החוקרים יצרו תאי גזע פלוריפוטנטיים בעלי פוטנציאל התמיינות לכדי מגוון של רקמות גוף. בשלב הבא, הם הניחו את התאים בתוך צלוחית עם מצע תרבית המחקה את הסביבה הנדרשת להתפתחות של תאי מוח. בעזרת האורגנואידים, צוות המחקר הצליח לחזות בפעילות מתואמת ובלתי מתואמת ברשתות ובתוך נקודות הקישור בין נוירונים פרטניים. הפעילות הנוירונית המתואמת יכולה להיות הבסיס לתפקודי מוח רבים, לרבות זיכרון.
“אנו מאמינים כי המחקר שלנו מספק את האפשרות להערכה רחבה של פעילות נוירונית הנגזרת מתאים אנושיים”, טוען אחד מהחוקרים. השיטה תוכל לסייע לחוקרים להבין תהליכים שבמסגרתם מידע מקודד במוח דרך הפעילות של אוכלוסיית תאים מוגדרת, וכן את המנגנונים הבסיסיים האחראים להתפתחותן של מחלות פסיכיאטריות, מסביר החוקר. הגם שאורגנואידים של המוח מספקים אמצעי לחקר המוח האנושי, בעבר הועלו חששות אתיים באשר לתפקיד העצבי של אורגנואידים של המוח.
“מאחר ואורגנואידים של המוח מחקים את תהליך ההתפתחות, יש חשש שתהיינה בהם בעתיד גם פעילויות מנטליות, כגון תודעה”, מסביר החוקר. “אנשים מסוימים אזכרו את ניסוי החשיבה המפורסם “מוח בצנצנת” שנערך על ידי הילרי פטנאם שבו מוח שהוטבל בתוך נוזל המשמר חיים והמחובר למחשב עשוי להצמיח תודעה הדומה לזו של בני אדם”. יחד עם זאת, החוקרים מאמינים כי אורגנואידים של מוח לא יפתחו תודעה מאחר והם לא מקבלים נתונים מהסביבה האופפת אותם. “מודעות מחייבת חוויה סובייקטיבית, ואורגנואידים של תאי מוח ללא רקמות חישה לא יקבלו קלט חישתי ויולידו פלט מוטורי,” מסביר החוקר הראשי. “אולם, אם אורגנואידים של תאי מוח עם מערכת של קלט ופלט יפתחו מודעות המחייבת קיומה של התחשבות מוראלית, המחקר הבסיסי והיישומי של אורגנואידים אלו יהפוך לאתגר אתי משמעותי”.
בעתיד, מחקר יישומי באורגנואידים ככל הנראה יבדוק שלושה תחומים עיקריים – גילוי תרופות, מידול של מחלות נוירופסיכיאטריות ורפואה רגנרטיבית, טוען החוקר. “אורגנואידים של תאי מוח יוכלו להצמיח התקדמות ניכרת עבור חברות פרמקולוגיות על ידי המרת מודלים מסורתיים של בעלי חיים ויוכלו לשמש גם לשם מידול של מחלות נוירולוגיות שלא ניתן לטפל בהן כיום”, אומר החוקר. “תוך שימוש בשיטה שלנו יהיה ניתן לאבחן דפוסים של פעילות תאית במסגרת תפקודי מוח על מנת לבחון עוד יותר את התחומים הללו.”
עוד בנושא באתר הידען:4
תגובה אחת
מה באמת קורה עם פרויקט המוח הכחול?