Για πρώτη φορά οι επιστήμονες ανέπτυξαν τρισδιάστατα μοντέλα εγκεφάλου χρησιμοποιώντας κύτταρα όχι ενός ανθρώπου αλλά πολλών ανθρώπων. Οι νέες υβριδικές δημιουργίες, τις οποίες οι ερευνητές ονόμασαν «χιμεροειδή», είναι μια παραλλαγή εγκεφαλικών οργανοειδών τα οποία είναι μικροσκοπικά τρισδιάστατα μοντέλα κατασκευασμένα από ιστό που μιμούνται τη δομή και τη λειτουργία ενός εγκεφάλου πλήρους μεγέθους. 

Τα συγκεκριμένα μοντέλα είναι πιο ακριβή στην ανθρώπινη βιολογία από τα δισδιάστατα κυτταρικά μοντέλα ή τα ζώα όπως τα ποντίκια εργαστηρίου. Εξαιτίας αυτού, οι επιστήμονες ελπίζουν ότι τα μοντέλα θα επιταχύνουν την έρευνα και την ανάπτυξη φαρμάκων.

Τα οργανοειδή του εγκεφάλου αναπτύσσονται από κύτταρα που συλλέγονται από έναν μόνο δότη. Αυτό σημαίνει ότι δεν μπορούν να συλλάβουν τη γενετική μεταβλητότητα που υπάρχει μεταξύ των ανθρώπων, η οποία μπορεί να επηρεάσει την ανάπτυξη του εγκεφάλου των ατόμων και τις αντιδράσεις τους στα φάρμακα.

Η δημιουργία χιμαιροειδών θα μπορούσε να ξεπεράσει αυτό το εμπόδιο, σύμφωνα με τους επιστήμονες πίσω από μια νέα μελέτη, που δημοσιεύτηκε στις 26 Ιουνίου στην επιθεώρηση «Nature». Αυτή εξέλιξη σύμφωνα με τους ερευνητές θα μπορούσε να είναι ιδιαίτερα χρήσιμη στα πρώτα στάδια δοκιμών νέων φαρμάκων.

Οι ερευνητές είχαν προηγουμένως αναπτύξει φέτες εγκεφαλικών κυττάρων από βλαστοκύτταρα διαφορετικών ανθρώπων, αλλά αυτή είναι η πρώτη φορά που τρισδιάστατα μοντέλα του εγκεφάλου έχουν αναπτυχθεί με αυτόν τον τρόπο.

«Τα χιμαιροειδή είναι ένα συναρπαστικό εργαλείο που θα υιοθετηθεί ευρέως στον τομέα της νευροανάπτυξης, πιθανώς με ποικίλες εφαρμογές», αναφέρουν οι ερευνητές.

Για να φτιάξουν τα χιμαιροειδή, οι ερευνητές συνέλεξαν βλαστοκύτταρα από πέντε άτομα και στη συνέχεια στο εργαστήριο χρησιμοποίησαν χημικές ουσίες που διεγείρουν την ανάπτυξη για να τα «πείσουν» να αναπτυχθούν σε εγκεφαλικά οργανοειδή – καθένα από τα οποία είχε κύτταρα από ένα μόνο άτομο. Στη συνέχεια, οι επιστήμονες χώρισαν τα οργανοειδή που προέκυψαν και ανασυνδύασαν τα κύτταρα μέσα σε αυτά για να σχηματίσουν χιμαιροειδή. Αυτό εξασφάλιζε ότι κάθε χιμαιροειδές περιείχε ίσο αριθμό κυττάρων που προέρχονται από κάθε άτομο.

Μετά από τρεις μήνες, τα χιμαιροειδή είχαν διάμετρο περίπου 3 έως 5 χιλιοστά και περιείχαν όλους τους ίδιους τύπους κυττάρων που βρίσκονται κανονικά στον φλοιό – το πιο εξωτερικό στρώμα του εγκεφάλου – ενός εμβρύου.

Ξεχωριστά, η ομάδα εξέθεσε τα χιμαιροειδή σε δύο νευροτοξικές χημικές ουσίες: την αιθανόλη, η οποία σχετίζεται με διαταραχές του φάσματος του εμβρυϊκού αλκοόλ και το αντιεπιληπτικό φάρμακο βαλπροϊκό οξύ, το οποίο μπορεί να αυξήσει τον κίνδυνο γενετικών ανωμαλιών. Η ομάδα διαπίστωσε ότι τα κύτταρα που προέρχονταν από διαφορετικούς δότες ανταποκρίθηκαν διαφορετικά σε αυτά τα φάρμακα, όσον αφορά το πόσο εκτεταμένα παρεμπόδιζαν την ανάπτυξή τους οι χημικές ουσίες, για παράδειγμα.

Αν κλιμακωθούν προκειμένου να περιέχουν κύτταρα από ακόμη περισσότερους ανθρώπους, τα χιμαιροειδή θα μπορούσαν θεωρητικά να βοηθήσουν στον προσδιορισμό του τρόπου με τον οποίο οι ασθενείς θα ανταποκριθούν στα φάρμακα προτού εξεταστούν σε μια κλινική δοκιμή λένε οι ερευνητές. Στη συνέχεια θα μπορούσαν να διαχωριστούν σε συγκεκριμένες ομάδες απόκρισης στη θεραπεία.