محققان دانشگاه کالیفرنیا لس آنجلس (UCLA ؛ CA ، ایالات متحده) ارگانوئیدهای مغزی را توسعه داده اند که الگوهای عصبی مشابه آنچه در مغز انسان زنده یافت می شود ، نشان می دهند.

این مطالعه ، که در Nature Neuroscience منتشر شده است کلیه حالات و شرایط مغزی را که می توان با استفاده از ارگانوئیدها مورد مطالعه قرار داد ، لیست گردیده است، در حالی که الگوهای فعالیت الکتریکی شبیه تشنج در ارگانوئیدهای رشد یافته از سلول های بنیادی ناشی از افراد مبتلا به سندرم رت ، مشاهده می شود. ارزش این مدلها بیشتر در بررسی علل زمینه ای بیماریهای عصبی و آزمایش درمانهای بالقوه نمایان است.

در چند سال گذشته پیشرفت‌هایی در توانایی محققان در مطالعه بیماری و ایمنی درمان های احتمالی با استفاده از ارگانوئیدها، (نمونه های کوچک و ساده اندام ها ایجاد شده) که با کشت سلول های بنیادی پرتوان القایی برای تجمیع سه بعدی شکل گرفته است. این امر به محققان اجازه می دهد آزمایش هایی را انجام دهند که در انسان زنده امکان پذیر نیست.با این حال، پیچیدگی ساختاری مغز انسان به این معنی است که ایجاد ارگانوئیدی که از فعالیت آن تقلید می کند، خود نیز بسیار چالش برانگیز است.

Ranmal Samarasinghe از پژوهشگران این مطالعه (مرکز تحقیقات گسترده سلول های بنیادی ، UCLA) توضیح داد: "با بسیاری از بیماری های عصبی ، شما می توانید علائم وحشتناکی داشته باشید ، اما مغز از نظر جسمی خوب به نظر می رسد." بنابراین ، برای اینکه بتوانیم به سوالات مربوط به این بیماری ها پاسخ دهیم ، بسیار مهم است که با ارگانوئیدها نه تنها ساختار مغز بلکه عملکرد آن را نیز مدل کنیم. "

پس از تولید ارگانوئیدهای مغزی مشتق از سلول های پوست افراد سالم ، ساماراسینگه و همکارانش در مرکز تحقیقات ناتوانی های فکری و رشد UCLA از دو رویکرد برای مطالعه الگوهای فعالیت الکتریکی داخل اندامک ها استفاده کردند. یکی شامل قرار دادن یک پروپ برای اندازه گیری فعالیت مغز و دیگری مشاهده سلول‌های مغزی زیر میکروسکوپ بود. آنها شباهت هایی بین اطلاعات جمع آوری شده و الگوهایی که معمولاً در الکتروانسفالوگرام (EEG) یافت می شود ، با انواع مختلف نوسانات عصبی کشف کردند.

این تیم با استفاده از سلول های افراد مبتلا به سندرم رت ، اندامک های مغزی را توسعه داد. در حالی که اندامک ها از نظر ساختاری طبیعی به نظر می رسند ، فاقد انواع نوسانات هستند که در ارگانوئیدهای غیر Rett نشان داده می شوند و در عوض فعالیت سریع و بی نظمی مشابه آنچه پزشکان در EEG های افراد مبتلا به سندرم رت و اختلالات مربوطه مشاهده می کردند ، داشتند.

پس از درمان ارگانوئیدهای Rett با داروی آزمایشی به نام Pifithrin-alpha ، محققان کاهش فعالیت مرتبط با تشنج را مشاهده کردند.

در حالی که عدم پیچیدگی ارگانوئیدهای مغزی هنوز استفاده آنها را در مطالعه اختلالات مغزی محدود می کند ، مطالعه UCLA نشان می دهد که با این وجود می توان از آنها برای آزمایش طیف وسیعی از عملکردها ، اختلالات و داروهایی که با سلول های مغزی قابل مطالعه نیستند استفاده کرد.

ساماراسینگه از پژوهشگران این مطالعه اذعان داشت: "این یکی از اولین نمونه های ملموس آزمایش دارو در حال عمل در اندام مغز است.ما امیدواریم که این تکنولوژی به عنوان گامی برای درک بهتر زیست شناسی مغز انسان و بیماری های مغزی عمل کند."