ساخت ترکیب مغز انسان و موش در یک آزمایشگاه!

مجموعه: اخبار پزشکی

تاریخ انتشار : شنبه, ۲۸ شهریور ۱۴۰۵ ۱۷:۴۴

به گزارش ایسنا، یک آزمایش برجسته به رهبری محققان دانشگاه استنفورد، دامنه آنچه می‌توانیم از مدل‌های عصبی رشد یافته در آزمایشگاه بیاموزیم را گسترش می‌دهد و ادغام یک ارگانوئید قشری انسان با سیستم عصبی حیوان دیگر را به طرز چشمگیری بهبود می‌بخشد.

این تیم بافت‌های قشری توسعه یافته از سلول‌های بنیادی انسان را به موش‌هایی با مغز ناقص پیوند زد و با موفقیت ارگانوئید و سیستم عصبی را در یک واحد عملکردی ترکیب کرد.

در حالی که متخصصان پتانسیل علمی عظیم این یافته‌ها را تشخیص می‌دهند، برخی هشدار می‌دهند که توانایی ایجاد سلول‌های قشری مغز هیبریدی موش-انسان می‌تواند ما را بیش از هر زمان دیگری به یک مرز اخلاقی نگران‌کننده نزدیک کند.

توانایی ما در تبدیل سلول‌های بنیادی به مدل‌های سه‌بعدی عملکردی اندام‌های انسانی، انقلابی در نحوه مطالعه بیماری و رشد ایجاد می‌کند. این مدل‌ها که «ارگانوئید» نامیده می‌شوند، نه تنها روشی مناسب برای آزمایش فرضیات در مورد نحوه رشد و تغییر بافت‌ها در اختیار محققان قرار می‌دهند، بلکه به دانشمندان راهی برای آزمایش داروها با کارایی و دقت بهبودیافته نیز می‌دهند.

با وجود تمام کاربردهای عملی آنها در آزمایشگاه، یک ارگانوئید منفرد که در یک مایع مغذی روی میز آزمایشگاه شناور است، یک انسان کامل نیست. حتی نزدیک هم نیست؛ چه بخشی از سیستم عصبی مرکزی ما، چه کبد یا تکه‌ای از پوست باشد، ادغام بافت‌ها تنها نمونه کوچکی از مکانیسم‌های موجود در یک اندام زنده واقعی را نشان می‌دهد.

این امر مانعی برای زمان بقا و درک چگونگی کنترل و واکنش بافت‌های هدف به تغییرات در جاهای دیگر بدن ایجاد می‌کند.

پیوند ارگانوئیدهای طراحی‌شده سفارشی به حیوانات زنده مانند موش تا حدودی یک راه‌حل ارائه می‌دهد، اگرچه این امر با کمی مشکل فضا همراه است. ارگانوئیدهای قشری انسان که در مغز موش‌های در حال رشد فشرده می‌شوند، در معرض خطر توقف رشد توسط سیستمی هستند که سریع‌تر از آنچه می‌تواند ویژگی‌های کلیدی را ایجاد کند، بالغ می‌شود.

محققان با ایجاد ژنتیکی موش‌های آپالیال(apallial) که فاقد بافت‌های مورد نیاز برای تشکیل هیپوکامپ یا لایه‌های بیرونی مغز خود هستند، مدلی با فضای کافی برای یک ارگانوئید قشری انسان ایجاد کردند که نه تنها آزادانه رشد کند، بلکه خود را به روشی معمول به موش در حال رشد متصل کند.

برایس ویسل(Bryce Vissel)، مدیر مرکز علوم اعصاب و پزشکی بازساختی در بیمارستان سنت وینسنت سیدنی استرالیا توضیح می‌دهد: در این مطالعه، پیوند انسانی در واقع تا حدی رشد کرد که حدود ۹۲ درصد از بافت قشر مغز موجود در موش‌ها را تشکیل داد. این پیوند با مغز و نخاع موش ارتباط برقرار کرد و زمانی که حیوانات بیدار بودند، فعال شد.

وی افزود: این امر مسیر جدیدی را به سوی درمان‌های متناسب با هر بیمار و شاید در نهایت، ترمیم مغز بیمار می‌گشاید.

اگرچه ویسل در این پژوهش مشارکت نداشت، اما نگران پیامدهای اخلاقی احتمالیِ ترکیب بخش پیچیده‌ای از مغز انسان با سیستم عصبی حیوانی دیگر است. اینکه آیا این کار نه تنها مرز ایجاد یک سیستم عصبی ترکیبی (هیبرید)، بلکه مرزِ پدید آوردن شیوه‌ای نوین از تفکر را نیز رد می‌کند یا خیر.

وی می‌گوید: آزمایش اخلاقی تعیین‌کننده، فعال یا غیرفعال کردن پیوند انسانی و سنجش این موضوع خواهد بود که آیا این کار تغییری در ادراک، یادگیری یا رفتار ایجاد می‌کند یا خیر. اگر چنین شود، بافت انسانی نقشی عِلّی و نه صرفاً جانبی در توانمندی‌های حیوان ایفا کرده است.

این بافت صرفاً ضمیمه‌ای برای موش نبود؛ آزمایش‌های تکمیلی با استفاده از نشان‌گذاری فلورسنت و سنجش فعالیت الکتریکی نشان داد که بین اندام‌واره (ارگانوئید) و مغز میزبان ارتباط برقرار شده است. آزمون‌های رفتاری روی موش‌ها نیز نشان داد که این پیوند بر حرکات اندام آنها تأثیر گذاشته است؛ امری که حاکی از تأثیر فعال آن بر فعالیت حرکتی حیوان بود.

عادل رازی(Adeel Razi)، متخصص علوم اعصاب محاسباتی در دانشگاه موناش نیز دیدگاهی درباره خطرات و مزایای احتمالی آینده ارائه می‌دهد.

وی می‌گوید: با افزایش بلوغ و مقیاس این روش‌های پیوند و همچنین با گسترش یکپارچگی عملکردی بافت انسانی در میزبان غیرانسانی، نگرانی‌های اخلاقی نیز افزایش خواهد یافت.

وی افزود: از نظر من، جالب‌ترین پرسش این نیست که آیا مغز موش، «انسانی» شده است یا خیر، بلکه این است که وقتی سلول‌های مغز انسان در دنیای موش رشد می‌کنند و یاد می‌گیرند، چه اتفاقی برای پردازش‌های مغزی انسان می‌افتد.

پژوهشگران تأکید می‌کنند که آزمایش آنها با دستورالعمل‌ها و تدابیر حفاظتی اخلاقیِ کنونی مطابقت داشته است، اما در عین حال هشدار می‌دهند که شبیه‌تر کردنِ هرچه بیشترِ مغز موش‌ها به مغز انسان، نیازمند تعامل زودهنگام و پیش‌دستانه برای تدوین اصول راهنمای اخلاقی خواهد بود.

صرف‌نظر از مسائل مهم اخلاقی، پتانسیل شگرف این کار برای پیشبرد تحقیقات سلول‌های بنیادی می‌تواند دریچه‌هایی را به سوی بازسازی بافت مغز، شخصی‌سازی درمان‌ها و تشخیص بیماری‌های عصبی، مدت‌ها پیش از بروز علائم بگشاید.

رازی می‌گوید: این پژوهشی بسیار ظریف و بلندپروازانه است که پیامدهای عمیقی برای درک تکامل مغز انسان و بیماری‌ها دارد.

این پژوهش در نشریه  Nature منتشر شده است.