دانشمندان توانایی سلول‌های مغز در به خاطر سپردن سن خود را کشف کرده‌اند

به گزارش مجله خبری نگار، همانطور که در مجله Nature گزارش شده است، ارگانوئید‌های مغز انسان که در آزمایشگاه رشد کرده‌اند، برای چندین سال به رشد خود ادامه داده‌اند و اطلاعات مربوط به مراحل بلوغ را در سطح سلولی حفظ کرده‌اند.

ارگانوئید‌ها خوشه‌های سه‌بعدی از سلول‌ها هستند که تقریباً به اندازه یک دانه فلفل می‌باشند. آنها از سلول‌های بنیادی مشتق شده‌اند و به عنوان یک مدل ساده‌شده از مغز انسان استفاده می‌شوند. این ساختار‌ها به دانشمندان اجازه می‌دهند تا رشد بافت عصبی را مشاهده کرده و اثرات دارو‌ها را آزمایش کنند، اغلب بدون نیاز به آزمایش‌های حیوانی.

در مطالعه منتشر شده، دانشمندان رشد ارگانوئید‌ها را طی پنج سال تجزیه و تحلیل کردند. برخی از نمونه‌ها نورون‌های زنده را نزدیک به شش سال حفظ کردند. پائولا آرلوتا، نویسنده ارشد، گزارش داد که برخی از کشت‌ها نزدیک به هفت سال رشد کرده‌اند. رکورد قبلی کمتر از دو سال بود.

محققان ۱۱۰ ارگانوئید و تقریباً ۴۲۵۰۰۰ سلول منفرد را مورد مطالعه قرار دادند. تجزیه و تحلیل نشان داد که با گذشت زمان، سلول‌ها به طور مداوم فعالیت ژنی خود را تغییر داده و ویژگی‌هایی را که مشخصه مراحل بعدی رشد مغز انسان است، به دست آورده‌اند.

دانشمندان همچنین متیلاسیون DNA - تغییرات شیمیایی که می‌توانند برای تعیین سن بیولوژیکی بافت‌ها استفاده شوند - را مورد مطالعه قرار دادند. برای این منظور، آنها از سه نسخه از به اصطلاح ساعت اپی‌ژنتیک استفاده کردند. نتایج نشان داد که سن تخمینی اندامک‌ها با زمانی که در شرایط آزمایشگاهی گذرانده‌اند، مطابقت دارد.

آرلوتا خاطرنشان کرد: «مغز می‌تواند برای مدت زمان بی‌سابقه‌ای در خارج از بدن انسان به رشد خود ادامه دهد.»

نویسندگان این مطالعه به این نتیجه رسیدند که ارگانوئید‌ها نه تنها به بلوغ خود ادامه دادند، بلکه اطلاعات مربوط به مراحل رشدی تکمیل‌شده قبلی را نیز حفظ کردند. این ویژگی به عنوان توانایی "ثبت گذشت زمان" توصیف شد. برای آزمایش این نتیجه‌گیری، دانشمندان سلول‌های ارگانوئید‌هایی با سنین مختلف را با هم ترکیب کردند. ساختار کایمریکی که آنها ایجاد کردند شامل سلول‌هایی بود که حدود یک سال در حال رشد بودند و سلول‌هایی که فقط دو هفته از عمرشان می‌گذشت.

سلول‌های جوان به ترتیب طبیعی به بلوغ خود ادامه دادند. سلول‌های مسن‌تر این فرآیند را از نو آغاز نکردند، بلکه بلافاصله شروع به تشکیل انواع نورون‌هایی کردند که معمولاً در حدود ماه چهارم رشد ظاهر می‌شوند. به عبارت دیگر، آنها حتی پس از انتقال به یک محیط سلولی جدید، سن بیولوژیکی خود را حفظ کردند.

به گفته آرلوتا، این آزمایش به طور موثری روند زمانی طبیعی برای رشد سلول‌های مغزی را معکوس کرد. این رویکرد می‌تواند به طور بالقوه به دانشمندان کمک کند تا تولید انواع خاصی از نورون‌ها را برای تحقیق و آزمایش دارو تسریع کنند.

با این حال، «حافظه» کشف‌شده به این معنی نیست که ارگانوئید‌ها قادر به ذخیره خاطراتی مشابه خاطرات انسان‌ها هستند. این فقط به آثار مولکولی و اپی‌ژنتیکی مراحل قبلی رشد اشاره دارد. ارگانوئید‌ها به طور قابل توجهی ساده‌تر از یک مغز واقعی هستند، اطلاعاتی از اندام‌های حسی دریافت نمی‌کنند و دارای هوشیاری یا عملکرد‌های شناختی بالاتری نیستند.

دانشمندان امیدوارند که ارگانوئید‌های با طول عمر بالا به ردیابی ظهور و پیشرفت اختلالات مرتبط با، به عنوان مثال، اختلالات طیف اوتیسم و ​​اسکیزوفرنی کمک کنند. از لحاظ تئوری، ارگانوئید‌ها می‌توانند بیشتر از بدن انسان زنده بمانند، زیرا فاقد بدنی مستعد بیماری و پیری هستند. با این حال، حد دقیق طول عمر آنها هنوز مشخص نیست. ارگانوئید‌های مورد استفاده در مطالعه حاضر پس از اتمام آزمایش‌ها از بین رفتند.

در ۱۵ ژوئن، مجله Medical Xpress علت اختلال شناختی پس از آسیب تروماتیک مغزی را فاش کرد. طبق این نشریه، حتی یک ضربه مغزی خفیف نیز می‌تواند باعث تخریب اتصالات عصبی شود.