Embryots hjärna odlas i en laboratoriemiljö

I Ohio har ett forskarlag odlat en replika av en hjärna i ett provrör som matchar den hos ett fem veckor gammalt embryo.

För att förverkliga sin idé tog forskarna den mest exakta kartan över hjärnan som finns hittills, och de behövde också ett stort antal mogna hudceller från donatorer.

Experterna kallade hjärnkopian för en hjärnorganoid och det tog fyra år och mycket forskning att skapa den. Forskargruppen leddes av Rene Ananda. Målet med arbetet var inte bara att presentera forskarsamhället för en kopia av den mänskliga hjärnan som odlats i ett laboratorium, utan också att bli av med de etniska problem som uppstår när man använder en riktig mänsklig hjärna för forskningsändamål.

I början av sitt arbete valde Anandas team ut vuxna donatorhudceller, som de försökte återställa till pluripotensstadiet med hjälp av olika stimuleringsmetoder. Som ett resultat erhöll forskarna stamceller som på 12 veckor förvandlades till ett fullt fungerande organ.

På tre månader lyckades forskare odla en kopia av hjärnan i laboratoriet, stor som ett suddgummi, men trots sin lilla storlek innehöll den 99 % av generna som finns i ett 5 veckor gammalt embryo.

Enligt Rene Ananda behöver hjärnorganoiden utvecklas till 16–20 veckor för att genuppsättningen ska bli 100 %.

Det är värt att notera att denna organoid är den som ligger närmast ett verkligt organ, i jämförelse med tidigare analoger som skapades i laboratorieförhållanden. Hjärnorganoiden har alla huvudområden - ryggmärgen, olika typer av celler, näthinnan, signalkretsen. I detta skede har den artificiella hjärnan inget kärlsystem, vilket begränsar tillväxtmöjligheterna, men tack vare mikroglia, oligodendrocyter, axoner, dendriter, astrocyter överför organoiden kemiska signaler nästan på samma sätt som ett verkligt organ.

Forskargruppen noterade att den artificiella modellen skulle kunna hjälpa till att genomföra komplexa kliniska prövningar av olika läkemedel. Dessutom föreslog de att en artificiell hjärna som är så nära den verkliga som möjligt skulle bidra till att studera orsakerna till störningar i centrala nervsystemet mer i detalj, och skulle även vara användbar i genetiska experiment.

Sådana uttalanden från Rene Ananda har orsakat blandade reaktioner från forskarsamhället. Först och främst noterade ett antal experter att resultaten av arbetet inte publicerades i någon vetenskaplig tidskrift.

Professor Knoblich vid det österrikiska universitetet för molekylärbioteknik odlade en liknande hjärnstruktur för två år sedan, men den saknade mellanhjärnan. Som Knoblich noterade presenterade Anandas grupp inte funktionaliteten hos sin organoid.

En annan hjärnforskare säger att det enda sättet att testa sanningen i Anandas grupps påståenden är att genetiskt testa några av cellerna och delarna av organoiden. Det finns för närvarande inga bevis för att sådana tester har gjorts, och forskare tvivlar på att organoiden faktiskt innehåller 99 procent av generna.

Dessutom tvivlar forskare på de befintliga neurala kopplingar som forskarna har påpekat, och nu behöver Rene Anand förbereda en vetenskaplig artikel och visa framstegen i sitt experimentella arbete.