مغز انسان با داشتن میلیاردها نورون و تارهای عصبی پیچیده، یکی از شگفتانگیزترین و در عین حال ناشناختهترین ارگانهای بدن است که رشد کامل آن حدود دو دهه زمان میبرد. از آنجا که این ماشین زیستی درون جمجمه انسان قفل شده است، مطالعه مراحل توسعه آن برای پژوهشگران همواره با چالشهای بزرگی روبهرو بوده است. اکنون دانشمندان موفق شدهاند با ساخت نمونههای آزمایشگاهی، گامی نوین در این زمینه بردارند.
پژوهشگران در دستاوردی چشمگیر که گزارش آن در مجله طبیعت منتشر شده است، توانستهاند مغزهای مینیاتوری کوچکی به نام اندامواره یا ارگانوئید خلق کنند که قادرند گذشت زمان را حس کنند. این ساختارهای سلولی همچنین طولانیترین عمر ثبتشده برای ارگانوئیدها را به نام خود ثبت کردهاند و نزدیک به شش سال تحت نظر بودهاند؛ رقمی که در مقایسه با آزمایشهای پیشین بیسابقه محسوب میشود.
متخصصان با بهرهگیری از نشانگرهای DNA به عنوان ساعتهای اپیژنتیک نشان دادند که این نمونههای آزمایشگاهی روندی مشابه با مغزهای واقعی را طی کردهاند. تیمی از دانشمندان توضیح دادند که این سیستمها اطلاعات ارزشمندی درباره مراحل پس از تولد مغز انسان ارائه میدهند. در طول این مدت، سلولهای مهمی مانند آستروسیتها و الیگودندروسیتها که وظیفه حفاظت و عایقبندی فیبرهای عصبی را بر عهده دارند، پدیدار شدند.
نکته جالب توجه این است که سلولهای مغزی ظاهراً از طریق یک ساعت درونی، گذشت زمان را ثبت میکنند. پژوهشگران در این زمینه مطرح کردند که یک ساعت ذاتی سرعت رشد مغز را تعیین میکند، هرچند ابعاد مولکولی دقیق آن هنوز جای بررسی دارد. برای آزمایش این پدیده، آنها ارگانوئیدهای با سنین مختلف را تکهتکه کرده و دوباره به هم متصل کردند که حاصل آن ساختارهای ترکیبی تازهای به نام کایمروئید بود.
این سلولهای ترکیبی خاطرهای سلولی از سن توسعه قبلی خود را حفظ کرده بودند و حتی پس از جداسازی و تجمع مجدد، مسیر خود را گم نکردند. برای نمونه، ارگانوئیدهایی که از سلولهای مسنتر ساخته شده بودند، مراحل طیشده را دور زدند و بسیار سریعتر به تولید سلولهای جدید پرداختند.
این پژوهشگران نتیجهگیری کردند که ارگانوئیدهای کشتشده در بازههای زمانی طولانیمدت، ابزار قدرتمندی برای درک مکانیزمهای حاکم بر تکامل و بلوغ مغز انسان فراهم میکنند. این دستاورد علمی در نشریه طبیعت به چاپ رسیده است.
خلاصه تحقیق
طراحی و نگهداری طولانیمدت این ارگانوئیدهای پیشرفته دریچهای تازه به سوی مطالعه بیماریهای عصبی و درک بهتر چگونگی رشد و پیر شدن سلولهای مغزی در محیط آزمایشگاهی گشوده است.
