'מיני-מוח' בגודל האפונה עוזרים לנו ללמוד מצבים נוירולוגיים חשוכי מרפא

אורגנואידים 'מיני-מוח' המראים מבנים דמויי קליפת המוח. (אנדראש לקאטוס)

בשנים האחרונות מדעני מוח השתפרו בהרבה בגידול ההתחלה של המוח האנושי במעבדה. כעת, ה'מיני-מוחים' הללו גדלים מורכבים מספיק כדי שנוכל לחקור מחלות נוירולוגיות בשלביה המוקדמים ביותר.

הכתמים האפורים, הידועים כאורגנואידים במוח, אינם מסוגלים תוֹדָעָה , אבל הם יכולים ללמד אותנו על המבנה, הגיוון והאינטראקציות של תאים בחלקים מסוימים של המוח המתפתח.

חוקרים משווים אורגנואידים במוח למבנה מוחו של עובר לאחר כתריסר שבועות של גדילה. הכתמים הקטנים לא יכולים לחשוב, אבל הםיכול לשלוח קנוקנות לשריר ולגרום להתכווצויות. הם לא יכולים להרגיש, אבל הםיכול לפתח מבני עיניים ראשוניים.



כדי להגיע אפילו לרמת הפיתוח הפשוטה הזו לוקח למדענים הרבה יותר זמן מהטבע עצמו. להשיג של בן אדם תאי גזע כדי להתרבות למיליונים ולגדול למשהו שדומה ל'מיני-מוח' צריך לרחוץ אותו בדיוק בקוקטייל הנכון של מולקולות כדי להפעיל או לכבות גנים בדיוק בזמן הנכון.

גם לשמור עליהם זה לא קל. אורגנואידים במוח שמקורם בתאי גזע של אלה עםפרקינסוןמחלה היו גדל במשך כ-30 יום . לאלצהיימרמחלה, הם היו גדל במשך 84 ימים .

חוקרים מקיימברידג' גידלו כעת מיני-מוח בגודל אפונה כדי לחקור טרשת צדדית אמיוטרופית (ALS) במשך כמעט שנה, וזה צעד גדול באמת.

ALS, שלעתים קרובות חופפת לדמנציה פרונטומפורלית (ALS/FTD), היא מחלה נוירודגנרטיבית שאינה ניתנת לטיפול כיום, המובילה לירידה קוגניטיבית מהירה ולשיתוק. מכיוון שהתסמינים הנוירולוגיים לא מופיעים עד מאוחר יותר בחיים, מדענים יודעים מעט מאוד על איך זה מתחיל.

היכנסו למיני-מוח שגדל במעבדה, שגדל באמצעות תאי גזע מחולים עם ALS/FTD.

אחד המכשולים הגדולים עם גידול גושים דמויי מוח בצלחת הוא שככל שהאורגנואיד גדל, תאים באמצע נעשים נטולי חומרים מזינים ומפסיקים להפוך למודלים שימושיים.

כדי לעקוף את זה, כמה חוקרים לפני כמה שניםהתחילו לחתוך את האורגנואידים לפני שרחצו אותם בתרבית, שמירה על המודלים שלהם בחיים לתקופות ארוכות יותר וללימוד טוב יותר.

חוקרים מקיימברידג' עשו זאת עם המודל המוקדם שלהם של ALS/FTD. בעבודה שלא פורסמה, הצוות טוען שגידל את האורגנואידים שלהם במשך 340 ימים בסך הכל.

כל מה שפורסם עד כה הוא 240 יום, אך תוך זמן זה, המחברים צפו בשינויים בשני סוגים של תאי מוח. שינויים אלו כללו לחץ על תאים, פגיעה ב-DNA של התא ושינויים באופן שבו ה-DNA של התא תועתק בסופו של דבר לחלבונים.

נראה כי השינויים ההרסניים השפיעו על נוירוני C9 וסוג אחר של תאים עצביים - הנקראים אסטרוגליה - שניהם עוזרים לנהל את תנועת השרירים ואת היכולות המנטליות במוח האנושי האמיתי.

'למרות שההפרעות הראשוניות הללו היו עדינות, הופתענו עד כמה התרחשו שינויים מוקדמים במודל האנושי שלנו של ALS/FTD,' אומר הנוירולוג אנדרס לקאטוס מאוניברסיטת קיימברידג'.

'זה ומחקרים אחרונים אחרים מצביעים על כך שהנזק עלול להתחיל להצטבר ברגע שנולדנו. נצטרך מחקר נוסף כדי להבין אם זה אכן המקרה, או שמא התהליך הזה מוקדם באורגנואידים על ידי התנאים המלאכותיים במנה.'

אחד הממצאים היותר מעניינים ממודל ה-ALS/FTD היה שתרופה הידועה בשם GSK2606414f, או בקיצור GSK, יכולה לדכא חלקית חלק מהשינויים הנוירונים שנראו מתרחשים בשלב מוקדם בהתפתחות קליפת המוח, כולל התקבצות של חלבונים רעילים, מתח תאים, ואובדן תאי עצב.

כבר, אומרים המחברים, נבדקות תרופות דומות שמתאימות יותר לבני אדם ניסויים קליניים למחלות נוירודגנרטיביות. הצוות מקווה שהטכניקה שלהם לגדל מודלים אורגנואידים של מחלות נוירולוגיות תעזור לזהות יעדי תרופה פוטנציאליים נוספים בעתיד.

'אין לנו כרגע אפשרויות יעילות במיוחד לטיפול ב-ALS/FTD, ולמרות שיש עוד הרבה עבודה לעשות בעקבות הגילוי שלנו, זה לפחות נותן תקווה שעם הזמן יהיה אפשרי למנוע או להאט את תהליך המחלה, ' מסביר פורץ מנעולים.

'ייתכן שגם בעתיד יהיה אפשר לקחת תאי עור ממטופל, לתכנת אותם מחדש כך שיגדל את 'המוח המיני' שלו ולבדוק איזה שילוב ייחודי של תרופות מתאים ביותר למחלתו.'

אנחנו עדיין רחוקים מהמציאות הזו, אבל במבט לאחור, מדעני מוח השיגו הרבה בכמה שנים קצרות בלבד.

המחקר פורסם ב מדעי המוח בטבע .

אודותינו

פרסום עובדות עצמאיות ומוכחות של דיווחים על בריאות, מרחב, טבע, טכנולוגיה וסביבה.