Σύνταξη – επιμέλεια: Στέλιος Βασιλούδης
Οι ερευνητές ελπίζουν ότι πιθανές θεραπείες για ψυχιατρικές και νευροαναπτυξιακές ασθένειες που εμφανίζονται μόνο στους ανθρώπους, θα μπορούσαν πλέον να δοκιμαστούν σε εργαστηριακά τρωκτικά.
Ενώ τα ποντίκια με εν μέρει ανθρώπινο εγκέφαλο μπορεί να ακούγονται σαν ένα καφκικό πείραμα, οι επιστήμονες είπαν ότι αυτά δεν είναι «ποντίκια που σκέφτονται σαν άνθρωποι».
Τα ζώα έχουν υποστεί γενετική τροποποίηση και χειρουργική επέμβαση έτσι ώστε μέρος του εγκεφαλικού τους ιστού να είναι ανθρώπινο. Οι επιστήμονες δήλωσαν ότι η εργασία τους, που δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Nature, διεξήχθη με ανεξάρτητο δεοντολογικό έλεγχο.
Στόχος αυτής της – ηθικά περίπλοκης – ανακάλυψης ήταν η καλύτερη κατανόηση της βιολογίας των εγκεφαλικών διαταραχών για τις οποίες δεν υπάρχουν προς το παρόν αποτελεσματικές θεραπείες. Ορισμένες παθήσεις δεν μπορούν να μελετηθούν σε ποντίκια, απλώς και μόνο επειδή τα τρωκτικά δεν αναπτύσσουν ορισμένες από τις εγκεφαλικές διαταραχές που εμφανίζονται στον άνθρωπο.
Όπως εξήγησε σε συνέντευξη Τύπου ο επικεφαλής ερευνητής, καθηγητής Sergiu Paşca από το Πανεπιστήμιο του Στάνφορντ, η ψυχιατρική έχει «ένα από τα χαμηλότερα ποσοστά επιτυχίας στις κλινικές δοκιμές». «Ακόμα και φάρμακα που φτάνουν σε κλινικές δοκιμές – που φαίνεται να λειτουργούν πολύ καλά σε ζωικά μοντέλα – αποτυγχάνουν δραματικά στην κλινική πράξη», είπε σε συνέντευξη Τύπου. «Αυτό μας λέει ότι μας λείπουν πολλές πληροφορίες σχετικά με την ανθρώπινη βιολογία και υπάρχει μεγάλη υστέρηση στη συλλογή πληροφοριών που θα ήταν απαραίτητες».
Οι ερευνητές του Στάνφορντ δήλωσαν ότι, για ορισμένες πολύπλοκες παθήσεις, όπως η επιληψία, ο αυτισμός και η εγκεφαλική παράλυση, η εργασία τους έχει τη δυνατότητα να είναι «μεταμορφωτική». Ο Pasca πρόσθεσε: «Εδώ έχουμε ένα νέο μοντέλο που μας επιτρέπει να καταγράψουμε πτυχές της λειτουργίας του ανθρώπινου εγκεφάλου με τρόπο που δεν ήταν εφικτός πριν».
Ποντίκια χωρίς τη φαιά τους ουσία
Ο ανθρώπινος εγκέφαλος αποτελείται από δισεκατομμύρια κύτταρα, διασυνδεδεμένα σε εκατομμύρια κυκλώματα, γεγονός που καθιστά δύσκολη την κατανόηση της ανάπτυξης του και του τι ακριβώς συμβαίνει – σε κυτταρικό επίπεδο – όταν κάτι πάει στραβά. Ενώ αυτή η έρευνα δεν αποτελεί την πρώτη φορά που ανθρώπινοι νευρώνες εμφυτεύονται σε τρωκτικά εργαστηρίου, οι επιστήμονες έφεραν αυτή την προσέγγιση σε ένα νέο επίπεδο.
Καταρχάς, τροποποίησαν γενετικά ποντίκια έτσι ώστε να μην αναπτύσσουν σχεδόν καθόλου τον εγκεφαλικό φλοιό τους – δηλαδή το εξωτερικό στρώμα του εγκεφάλου που μερικές φορές αναφέρεται ως «φαιά ουσία». Χειρίζεται τη σκέψη υψηλότερου επιπέδου, τη μνήμη και τις αισθήσεις. Στη συνέχεια, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν δερματικά κύτταρα που είχαν ληφθεί από ανθρώπους και τα «επαναπρογραμμάτισαν», έτσι ώστε να αναπτυχθούν σε κομμάτια ιστού που μοιάζει με εγκέφαλο.
Αυτές είναι δομές που ονομάζονται οργανοειδή, δεν είναι ολόκληροι εγκέφαλοι που καλλιεργούνται σε τρυβλία, αλλά περισσότερες συλλογές συνδεδεμένων, ζωντανών κυττάρων.
Όταν αυτά τα οργανοειδή εμφυτεύτηκαν στον εγκέφαλο του ποντικού, τα κύτταρα διαιρέθηκαν και οργανώθηκαν στα υπάρχοντα κυκλώματα του εγκεφάλου του ζώου, συνδεόμενα με το υπόλοιπο εγκέφαλο και τον νωτιαίο μυελό του ποντικού.
Ο φλοιός των εμφυτευμένων ποντικών δεν είναι τέλειος – ο φυσιολογικός φλοιός σχηματίζει οργανωμένα, δομημένα στρώματα. Και όπως το έθεσε η νευροεπιστήμων Δρ. Ilary Allodi, οι αξονικές τομογραφίες αυτών των εγκεφάλων ανθρώπου – ποντικού φαίνονται «λίγο ακατάστατες».
Μετά από μερικούς μήνες όμως, τα ανθρώπινα κύτταρα άρχισαν να μοιάζουν και να λειτουργούν όπως το εξωτερικό στρώμα του εγκεφάλου του ποντικού. Περίπου έξι μήνες μετά την επέμβαση, οι επιστήμονες υπέβαλαν τα ποντίκια σε ορισμένα βασικά τεστ συμπεριφοράς – παρατηρώντας τα καθώς κινούνταν πάνω σε ένα τραπέζι. Ο Pasca είπε ότι η απόδοσή τους ήταν, «σε μεγάλο βαθμό όπως αυτή φυσιολογικών ποντικών»
«Δεν παρουσίασαν καμία βελτίωση», πρόσθεσε.
Η Δρ. Sarah Chan, λέκτορας βιοηθικής στο Πανεπιστήμιο του Εδιμβούργου, η οποία δεν συμμετείχε σε αυτήν την έρευνα, δήλωσε στο BBC News ότι «δεν υπάρχει καμία ένδειξη ότι αυτό που δημιουργείται εδώ είναι ποντίκια που μπορούν να σκέφτονται σαν άνθρωποι ή ένας ανθρώπινος εγκέφαλος σε σώμα ποντικού». «Αλλά», πρόσθεσε, «η μελέτη μας ωθεί να σκεφτούμε τι μπορεί να σημαίνει όταν αρχίζουμε να αλλάζουμε τη γνωστική λειτουργία των ζώων. Πως μπορούμε να ξέρουμε πώς είναι να είσαι ένα από αυτά τα ποντίκια; Και πώς το λαμβάνουμε αυτό υπόψη στον τρόπο που φερόμαστε στα εργαστηριακά ζώα».
«Ένα ανθρώπινο πρόγραμμα σε περιβάλλον ποντικιού»
Η Δρ. Ilary Allodi, από το Πανεπιστήμιο St Andrews, δήλωσε ότι το έργο που έκαναν οι επιστήμονες ήταν «πολύ εντυπωσιακό». Συγκεκριμένα, η Allodi επεσήμανε το γεγονός ότι κυτταρικοί τύποι που βρίσκονται μόνο σε ανθρώπινους εγκεφάλους καθώς και άλλων πρωτευόντων θηλαστικών – όχι στους εγκεφάλους ποντικών – σχηματίστηκαν αυτοματα στα εμφυτευμένα ποντίκια.
«Διατηρείτε το ανθρώπινο πρόγραμμα μέσα στο περιβάλλον του ποντικιού – σαν το ποντίκι να είναι μια θερμοκοιτίδα», δήλωσε στο BBC News.
Αυτά τα ποντίκια, τα οποία, σύμφωνα με τους ερευνητές, έχουν τροποποιηθεί και εκτρέφονται σύμφωνα με αυστηρές ηθικές και κοινωνικές οδηγίες, πιθανότατα θα χρησιμοποιηθούν σε μικρό αριθμό εργαστηρίων για μελέτες μερικών, πολύ συγκεκριμένων εγκεφαλικών διαταραχών.
Ο καθηγητής James Ainge, νευροεπιστήμονας που εργάζεται επίσης στο Πανεπιστήμιο St Andrews, επεσήμανε ότι ενώ η εξέλιξη ήταν τεχνικά πολύ εντυπωσιακή, αυτά τα ποντίκια θα μπορούσαν να έχουν «περιορισμένη χρήση».
Αυτό, είπε, οφειλόταν εν μέρει στα «ηθικά ζητήματα της ανατροφής ζωντανού ανθρώπινου εγκεφαλικού ιστού σε ένα ποντίκι και τι θα σήμαινε αυτό για την εμπειρία του ζώου». Οι νευροεπιστήμονες που μελετούν τον ανθρώπινο εγκέφαλο, επεσήμανε η Allodi, αντιμετωπίζουν όλοι τους ίδιους περιορισμούς. «Προσπαθούμε να κατανοήσουμε τις ανθρώπινες ασθένειες και αυτό που διαθέτουμε είναι ποντίκια, κύτταρα που ζουν σε ένα τρυβλίο και νευρωνικά δίκτυα σε έναν υπολογιστή», είπε.
«Αυτή λοιπόν είναι μια νέα οδός», κατέληξε.
Πηγή: BBC News