Medycyna właśnie przekroczyła kolejną etyczną granicę. Ludzkie mózgi wyhodowano w ciałach myszy

Do tej pory w badaniach nad rozwojem ludzkiego umysłu naukowcy opierali się głównie na hodowlach komórkowych prowadzonych w szalkach Petriego. Nawet najbardziej zaawansowane, wyhodowane w ten sposób trójwymiarowe struktury, zwane organoidami, mają jednak ograniczenie – nie posiadają ukrwienia, nie odbierają bodźców sensorycznych i nie mają ciała, którym mogłyby sterować.

Zespół z Uniwersytetu Stanforda postanowił tę barierę zlikwidować. Badacze z powodzeniem wyhodowali ludzką tkankę wewnątrz myszy, których własna kora mózgowa (czyli zewnętrzna warstwa mózgu) została genetycznie usunięta na bardzo wczesnym etapie rozwoju. Wyniki swoich badań opublikowali w prestiżowym „Nature”.

Przejęcie kontroli nad układem nerwowym

Eksperyment przyniósł oszałamiające rezultaty. W ciągu zaledwie trzech miesięcy ludzka tkanka rozrosła się, stanowiąc ostatecznie ponad 90% objętości kory mózgowej w głowach gryzoni. Jak zaznaczają naukowcy, powstały w niej naczynia krwionośne, a ludzkie neurony wplotły się w układ nerwowy myszy, wykazując normalną aktywność elektryczną i wysyłając fizyczne projekcje aż do rdzenia kręgowego zwierzęcia.

Neurobiolog Sergiu Pașca ze Stanfordu tłumaczy, że badane zwierzęta wciąż posiadają mysie narządy zmysłów i struktury podkorowe. Zdumiewające jest jednak to, że lwia część ich kory mózgowej pochodzi od człowieka, a przeszczepione neurony tworzą z ciałem zwierzęcia w pełni funkcjonalne połączenia.

Niezwykłe neurony skrywają tajemnicę. Test labiryntu

Choć po sześciu miesiącach ludzka tkanka wciąż pozostawała niedojrzała (odpowiadając mniej więcej połowie rozwoju płodowego człowieka), zaczęła w naturalny sposób produkować niezwykłe komórki. Zespół zaobserwował w niej m.in. rzadkie neurony von Economo (VEN). To specyficzne, podłużne struktury, których wyhodowanie w warunkach laboratoryjnych było do tej pory niemal niemożliwe.

Aby sprawdzić, czy ludzkie komórki pełnią aktywną funkcję, badacze poddali tzw. ksenokortykalne myszy (te z ludzkim przeszczepem) testowi w labiryncie w kształcie litery Y. Bada on pamięć roboczą – gryzonie z natury wolą eksplorować nowe, nieodwiedzone wcześniej ścieżki. Zmodyfikowane myszy pozbawione kory (tzw. apalliczne) gubiły się i nie potrafiły zapamiętać trasy. Z kolei zwierzęta z ludzkim przeszczepem bezbłędnie eksplorowały nowe odnogi labiryntu, osiągając wyniki znacznie lepsze niż wskazywałby na to zwykły przypadek.

Nadzieja z etycznym dylematem

Nikogo chyba nie zdziwi, że tworzenie hybrydowych układów nerwowych rodzi gigantyczne dylematy etyczne. W projekt od samego początku zaangażowani byli bioetycy i prawnicy, analizujący ryzyko tego, czy integracja ludzkiej tkanki nie doprowadzi do powstania u zwierząt nieoczekiwanych właściwości poznawczych. Badacze musieli rozważyć, czy ewentualne cierpienie zwierząt jest w tym przypadku naukowo i moralnie uzasadnione.

Badania mają jednak potencjał. Wyhodowanie ludzkich komórek w żywym organizmie to przełom w badaniach nad demencją czołowo-skroniową, epilepsją czy autyzmem. Jak argumentują naukowcy, nieistniejące wcześniej modele in vivo pozwolą sprawdzić, jak zmutowane ludzkie neurony zachowują się w żywym obwodzie nerwowym.

Kosztem zaniechania takich eksperymentów z powodów etycznych byłby brak skutecznych terapii na druzgocące choroby neurologiczne i psychiatryczne, z którymi zmaga się dziś blisko co piąty człowiek na świecie.

Źródło: Nature

Szukasz więcej inspirujących podróży, fascynujących odkryć i opowieści ze świata nauki? Skorzystaj ze specjalnej oferty prenumeraty magazynów National Geographic Polska i National Geographic Traveler.

Nasz autor

Jonasz Przybył

Redaktor i dziennikarz związany wcześniej m.in. z przyrodniczą gałęzią Wydawnictwa Naukowego PWN, autor wielu tekstów publicystycznych i specjalistycznych. W National Geographic skupia się głównie na tematach dotyczących środowiska naturalnego, historycznych i kulturowych. Prywatnie muzyk: gra na perkusji i na handpanie. Interesuje go historia średniowiecza oraz socjologia, szczególnie zagadnienia dotyczące funkcjonowania społeczeństw i wyzwań, jakie stawia przed nimi XXI wiek.