Lab-gekweekte mini-hersenen veroorzaken een ethische opschudding

YouTube, NIH.Gov
Deel dit verhaal!
Dit is een verdere ontwikkeling van het in 2013 gestarte initiatief van president Obama voor miljarden dollars aan brain-maps. Net zoals het menselijk DNA werd 'in kaart gebracht', was het BRAIN-project om het menselijk brein in actie te onderzoeken en erachter te komen hoe het precies werkt. Drijvende krachten hierachter waren onder meer transhumanisten die onsterfelijkheid zoeken door middel van wetenschap. ⁃ TN-editor

Schrijven in het huidige online nummer van het tijdschrift Stamcellen en ontwikkeling, beschrijven onderzoekers van de San Diego School of Medicine van de Universiteit van Californië de ontwikkeling van een snelle, kosteneffectieve methode om menselijke corticale organoïden rechtstreeks uit primaire cellen te maken.

Experimentele onderzoeken naar de ontwikkeling van de hersenfunctie van de mens zijn beperkt. Onderzoek met levende embryonale proefpersonen wordt beperkt door ethische zorgen en de fragiele aard van de hersenen zelf. Diermodellen bootsen de menselijke biologie en cognitieve functie slechts gedeeltelijk na of recapituleren deze. Studies met één cel vangen niet de complexiteit van neurale netwerken op.

In de afgelopen jaren is de ontwikkeling van in vitro menselijke organoïden - driedimensionale, geminiaturiseerde, vereenvoudigde versies van een orgaan geproduceerd uit geherprogrammeerde stamcellen - hebben wetenschappers in staat gesteld om biologische functies, ziekten en behandelingen realistischer en gedetailleerder te bestuderen.

 

"En dat geldt ook voor de hersenen", zegt Alysson R. Muotri, PhD, professor aan de UC San Diego School of Medicine afdelingen Pediatrics and Cellular and Molecular Medicine, directeur van het UC San Diego Stem Cell Program en lid van het Sanford Consortium voor regeneratieve geneeskunde. “Cerebrale organoïden kunnen verschillende hersenregio's vormen. Ze vertonen neuronen die functioneel zijn en in staat zijn tot elektrische excitatie. Ze lijken op de menselijke corticale ontwikkeling op het niveau van genexpressie. "

Muotri is een van de leiders in het veld en heeft de 'brain-in-a-dish'-benadering gebruikt om het eerste directe experimentele bewijs te leveren dat het Zika-virus kan ernstige geboorteafwijkingen veroorzaken, om bestaande hiv-medicijnen opnieuw te gebruiken voor een zeldzame, erfelijke neurologische aandoening en om te creëren Neanderthaler "mini-hersenen."

Maar organoiden van het menselijk brein zijn moeilijk, tijdrovend en duur om te produceren, waarvoor geavanceerde hulpmiddelen en knowhow nodig zijn om eerst door mensen geïnduceerde pluripotente stamcellen (iPSC's) te genereren die in staat zijn om bijna elk soort cel te worden uit huidcellen, fibroblasten genoemd, en vervolgens te sturen die iPSC's om te differentiëren in de verscheidenheid van onderling verbonden celtypen die een orgaan zoals de hersenen omvatten.

In het nieuwe artikel beschrijven senior auteur Muotri en collega's een nieuwe, snelle en kosteneffectieve methode om afzonderlijke somatische cellen rechtstreeks te herprogrammeren in corticale organoïden van honderden individuen tegelijkertijd. Om dit te doen, comprimeerden en optimaliseerden ze verschillende stappen van het proces zodat somatische cellen opnieuw worden geprogrammeerd, uitgebreid en gestimuleerd om bijna gelijktijdig corticale cellen te vormen. Het resultaat is een corticale organoïde die zich volledig ontwikkelt uit somatische cellen met slechts minimale manipulatie, zei Muotri.

"Wat we hebben gedaan, is een proof-of-principle-protocol opstellen voor een systematisch, geautomatiseerd proces om grote aantallen hersenorganoïden te genereren", zei Muotri. “De mogelijke toepassingen zijn enorm, inclusief het creëren van grote opslagplaatsen voor hersenorganoïden en de ontdekking van causale genetische varianten op menselijke neurologische aandoeningen die verband houden met verschillende mutaties van onbekende betekenis, zoals een autismespectrumstoornis. Als we de variabiliteit in menselijke cognitie willen begrijpen, is dit de eerste stap. "

Inschrijven
Melden van
gast

0 Comments
Inline feedbacks
Bekijk alle reacties