Sırp bilim insanları, laboratuvar ortamında yetiştirilen insan beynin dokusunu biyo-mühendislik olarak modifiye edilmiş farelere naklederek önemli bir adım attıklarını belirtti. Bu, beyin gelişimini araştıranlar için önemli bir gelişme olarak kabul ediliyor.
Bilim insanları, farelerin beynine nakledilen insan beynin dokusunun genetik olarak değiştirildiğini, yani kendi beyinlerinin büyük bölümünü kaybetmiş olduğunu, ancak yine de beyin gelişiminin temel özelliklerini gösterdiğini aktardı. Bu özellikler arasında fonksiyonel nöron ağlarının oluşturulması da yer alıyor.
Bu çalışmanın önemi, canlı insan beynin dokusunun etik nedenlerle araştırma amacıyla kullanılamayışı nedeniyle vurgulanıyor.
"Bu bize insan sinir sistemini genlerden, tek hücrelere ve nöron ağı oluşumlarına kadar farklı seviyelerde inceleme olanağı sunuyor", dedi Stanford Üniversitesi'ndeki nörobilimci Sergiu Pasca, Nature dergisinde yayınlanan çalışmanın baş yazarı. "Genetik değişikliklerin insanlarda hastalıkları nasıl etkilediğini ve potansiyel tedavilerin bu değişiklikleri nasıl önleyebilir veya düzeltebilir olduğunu inceleyebiliriz."
Araştırmacılar, laboratuvar ortamında minyatür, üç boyutlu "organoid" adı verilen yapıları yetiştirerek çalıştılar. Bu organoidler, insan beyninin kortikal bölgelerini taklit ederek temel hücre tipleri ve gelişim özellikleri içerir.
Bu yapılara ulaşmak için, cilt veya kan hücrelerini kök hücrelere dönüştürmek ve bunları insan beyin dokusu oluşturan hücrelere geliştirmek gibi teknikler kullanıldı. Farelerin beynine nakledilen bu organoidler, normalde fare beyni tarafından oluşturulan korteks bölgesini kapladı.
"Farelerde bulunan beyin yapısı, insan kortikal hücrelerinin büyümesi ve bağlantı kurması için gerekli olan alanı sağladı", dedi Pasca. "Bu sayede, farelerin beyninde gelişen insan kortikal hücreleri, tüm fare sinir sistemine entegre oldu."
Araştırmacılar, bu farelerde hem normal nöron türlerini hem de fon Ekonomovi nöronları gibi nadir görülen bir türü gözlemledi. Fon Ekonomovi nöronları, bazı demensiya formlarında rol oynadığı düşünülen özel hücrelerdir.
Pasca, "Bu hayvanlar 'insanlaştırılmış fare' veya 'mini beyinli fare' olarak tanımlanmamalıdır", dedi. "Bunlar hala fare sinir sistemine sahip canlılardır, ancak içinde insan kortikal dokusu bulunmaktadır."
Araştırmacılar bu yeni modeli, beyin gelişimini etkileyen hastalıkların (otizm, epilepsi, şizofreni ve serebral palsi) anlaşılmasında kullanmayı planlıyorlar. Ayrıca, doğum sırasında oksijen eksikliği gibi çevresel faktörlerin beynin gelişimi üzerindeki etkisini de incelemek istiyorlar.
Bu çalışma, insan beyni gelişimini anlamak için yeni bir kapıyı açıyor ve gelecekte hastalıkların tedavisinde önemli rol oynayabilir.
