Βρείτε μας στο Google News. Πατήστε εδώ!Τα βασικά χαρακτηριστικά του φλοιού, ενός σημαντικού τμήματος του ανθρώπινου εγκεφάλου και της ανάπτυξής του, αποτυπώνονται με μεγαλύτερη ακρίβεια σε οργανοειδή που δημιουργούνται από ερευνητές του Κέντρου Παιδιατρικής Ογκολογίας Princess Máxima και του Ινστιτούτου Hubrecht. Οι επιστήμονες ανέπτυξαν μίνι όργανα με χαρακτηριστικά όπως η κυτταρική οργάνωση, η επέκταση των βλαστοκυττάρων και η κυτταρική ταυτότητα που μιμούνται περισσότερο την πραγματική κατάσταση. Αυτά τα νέα οργανοειδή μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως βάση για τη μοντελοποίηση παιδιατρικών όγκων εγκεφάλου.
Πολλαπλοί παιδικοί όγκοι εγκεφάλου, όπως τα φλοιώδη γλοιώματα, προκύπτουν από τον φλοιό, το εξωτερικό στρώμα του μεγαλύτερου τμήματος του εγκεφάλου και την πιο εκτεταμένη δομή του εγκεφάλου. Επί του παρόντος, περίπου 6 στα 10 παιδιά είναι ακόμα ζωντανά πέντε χρόνια μετά τη διάγνωση κακοήθους όγκου του κεντρικού νευρικού συστήματος. Η έρευνα για την καλύτερη κατανόηση του τρόπου με τον οποίο εμφανίζονται και αναπτύσσονται οι όγκοι του εγκεφάλου θα μπορούσε να βοηθήσει τους ερευνητές να βρουν πιθανούς στόχους για θεραπεία.
Για να μελετήσουν την ανάπτυξη του εγκεφάλου και των όγκων του εγκεφάλου, οι επιστήμονες χρησιμοποιούν οργανοειδή: τρισδιάστατα μίνι όργανα ή μίνι όγκους που αναπτύσσονται στο εργαστήριο. Επιστήμονες στο Κέντρο Princess Máxima και στο Ινστιτούτο Hubrecht δημιούργησαν ένα νέο οργανοειδές φλοιού που αντιπροσωπεύει καλύτερα τον ανθρώπινο εγκέφαλο.
Η νέα μελέτη με επικεφαλής τον δρ. Η Benedetta Artegiani, επικεφαλής της ερευνητικής ομάδας στο Máxima Center και η Delilah Hendriks, ερευνήτρια Oncode στο Ινστιτούτο Hubrecht και συνεργαζόμενη επικεφαλής ομάδας στο Máxima Center, δημοσιεύονται στο Nature Communications. Το νέο οργανοειδές φλοιού που παρήγαγαν αντιπροσωπεύει τον ανθρώπινο εγκέφαλο σε πολλαπλές πτυχές: το σχήμα του, την αρχιτεκτονική του οργάνωση και πολλές ιδιότητες των κυττάρων τους.
Ο Artegiani είπε, “Τα τρέχοντα μοντέλα εγκεφάλου οργανοειδών γενικά έχουν πολλές αναπτυξιακές δομές που λειτουργούν σαν ένας “ανεξάρτητος” μικρός αναπτυσσόμενος εγκέφαλος, μέσα σε ένα οργανοειδές. Οι ερευνητές προσπάθησαν για μεγάλο χρονικό διάστημα να μετριάσουν τον σχηματισμό αυτών των πολλαπλών δομών. Για να μειωθεί η μεταβλητότητα, να αυξηθεί η αναπαραγωγιμότητα , να αναδημιουργήσει καλύτερα τις διαφορετικές κυτταρικές ταυτότητες του εγκεφάλου και τελικά να ανακεφαλαιώσει την ανάπτυξη του εγκεφάλου πιο προσεκτικά. Τώρα σε αυτήν την έρευνα, το νέο οργανοειδές μοντέλο αποτελείται από αυτό το αυτο-οργανωμένο, ενιαίο αναπτυσσόμενο νευροεπιθήλιο.”
Η Anna Pagliaro, Ph.D., φοιτήτρια και πρώτη συγγραφέας της μελέτης, είπε: “Προσπαθήσαμε να μιμηθούμε, σε ένα πιάτο, διαβαθμίσεις μορίων που υπάρχουν κατά την ανάπτυξη του εγκεφάλου με την πάροδο του χρόνου. Αυτό οδήγησε σε μίνι εγκεφάλους που είναι πολύ διαφορετικοί σε σχήμα και δομή από ό,τι εργαζόμασταν. Αυτά τα οργανοειδή γενικά μοιάζουν καλύτερα με τα πρώτα στάδια ανάπτυξης του εγκεφάλου. Είναι πολύ εντυπωσιακό να δούμε πόσο το σχήμα αυτών των οργανοειδών μπορεί να επηρεάσει όλα τα διαφορετικά κύτταρα που τα σχηματίζουν, τόσο από την άποψη το σχήμα, η αρχιτεκτονική αλλά και η ταυτότητά τους».
Μηχανισμοί μίμησης του ανθρώπινου εγκεφάλου
Οι ερευνητές ονόμασαν τους νέους μικροεγκεφάλους διογκωμένα οργανοειδή νευροεπιθηλίου (ENOs) για τον αναπτυξιακό ιστό που χρησιμοποιήθηκε για την ανάπτυξή τους. Για να τα δημιουργήσουν, έκαναν μια μικρή αλλά σημαντική αλλαγή.
Ο Hendriks είπε, “Τα κύτταρα στον εγκέφαλο λαμβάνουν οδηγίες να αποκτήσουν την ταυτότητά τους μέσω μορίων που δρουν αργά στο χρόνο, τις λεγόμενες χρονικές διαβαθμίσεις. Αυτό ακριβώς προσπαθήσαμε να μιμηθούν. Προς έκπληξή μας, ήταν αρκετό να παράσχουμε μόνο ένα από τα μόρια (TGF-b) αργά βήμα-βήμα για να δημιουργήσουν εγκεφαλικά οργανοειδή. Αυτή η μικροσκοπική αλλαγή είχε τεράστιο αντίκτυπο και μας επέτρεψε να δημιουργήσουμε οργανοειδή με σχήμα και ταυτότητα πιο παρόμοια με τον ανθρώπινο εγκέφαλο.”
