Mihail Pautov dezvăluie experimentul unui român care pare desprins din SF! A crescut țesut cerebral uman în creierul șoarecilor

Adaugă-ne ca sursă preferată

Urmărește-ne în Discover

O descoperire spectaculoasă realizată de o echipă de la Stanford, condusă de cercetătorul român Sergiu Pașca, deschide o nouă cale pentru studierea creierului uman și a unor boli neurologice și neuropsihiatrice extrem de greu de cercetat până acum. Oamenii de știință au transplantat organoizi corticali umani în creierul unor șoareci modificați genetic astfel încât să le lipsească mare parte din structurile care formează cortexul și hipocampul, iar țesutul uman a crescut, s-a integrat în sistemul nervos al animalelor și a ocupat cea mai mare parte a spațiului cortical disponibil.

Medicul Mihail Pautov a explicat pe rețelele sociale de ce miza experimentului publicat în prestigioasa revistă Nature depășește cu mult imaginea spectaculoasă a unor șoareci cu țesut cerebral uman: noul model ar putea permite cercetătorilor să urmărească boli ale creierului într-un sistem nervos viu și, în viitor, să testeze terapii pe celule care poartă chiar informația genetică a pacientului.

Descoperirea cercetătorului român Sergiu Pașca

Mihail Pautov își începe explicația cu rezultatul care inevitabil atrage atenția: țesut cerebral uman a fost crescut și integrat în creierul unor șoareci, iar după câteva luni grefele ocupau cea mai mare parte a spațiului cortical disponibil.

Studiul, intitulat Developmental xenocortication using human-derived organoids in mice, a fost publicat în Nature, iar Sergiu P. Pașca, profesor de psihiatrie și științe comportamentale la Stanford și director al Stanford Brain Organogenesis Program, este autorul senior al cercetării.

„Un medic român a crescut creier uman (țesut) în șoareci, iar la trei luni după operație 92% din scoarța cerebrală a acelor animale era umană. Studiul a apărut ieri în Nature.Îl cheamă Sergiu Pașca, a terminat medicina la Cluj și conduce la Stanford programul de organogeneză cerebrală. Este cel mai bine cotat om de știință român din diaspora și printre cei mai buni neurocercetători din lume. Am stat de vorbă cu el la începutul anului, în studioul din Londra, și mi-a explicat atunci exact unde se blocase medicina la creier. Ieri am citit cum a deblocat-o”, povestește Mihail Pautov.

Formularea cu „92% din scoarța cerebrală” trebuie însă înțeleasă în contextul experimentului: șoarecii au fost modificați genetic astfel încât precursorii celulari care ar fi trebuit să formeze anumite structuri ale cortexului și hipocampului să nu supraviețuiască, lăsând astfel un spațiu în care țesutul uman transplantat să se poată dezvolta fără concurența cortexului normal al animalului.

De ce această descoperire nu este despre șoareci

Miza cercetării apare atunci când privim una dintre marile probleme ale medicinei moderne: creierul uman viu este extrem de greu de studiat direct. În cazul altor organe, medicii pot preleva țesut și îl pot analiza, însă o asemenea abordare este mult mai dificilă și limitată în creier.

Pautov explică tocmai această diferență și motivul pentru care bolile sistemului nervos continuă să reprezinte o provocare uriașă.

„Și nu e o știre despre șoareci, ci despre noi. Peste 4 din 10 oameni de pe planetă trăiesc cu o afecțiune a sistemului nervos, de la migrenă și epilepsie până la autism, Alzheimer și accident vascular, iar bolile astea produc astăzi mai multă suferință și dizabilitate decât cele de inimă. Pentru aproape niciuna nu avem un tratament care să atace cauza, și nu pentru că nu s-a încercat, ci pentru că la creier ne lipsește instrumentul cu care a avansat tot restul medicinei.”

Nu poți face biopsie cerebrală doar pentru a studia o boală

Pentru multe boli ale altor organe, biopsia le permite medicilor și cercetătorilor să vadă direct ce se întâmplă în țesut. În cazul creierului, nu poți îndepărta pur și simplu țesut sănătos dintr-o persoană vie numai pentru a observa la microscop evoluția unei afecțiuni.

Din acest motiv, cercetarea neurologică s-a bazat mult timp pe modele animale, pe celule cultivate în laborator și pe țesut cerebral uman obținut post-mortem. Fiecare dintre aceste metode oferă informații importante, dar are propriile limite.

Pautov descrie această problemă printr-o comparație foarte simplă:

„La ficat, la rinichi, la orice tumoră, când nu înțelegem ce se întâmplă, luăm o bucățică și ne uităm la ea la microscop. Se numește BIOPSIE și pe ea stă medicina modernă. Din creierul unui om viu nu poți lua o bucățică ca să studiezi o boală, pentru că fiecare milimetru de acolo e cineva: un cuvânt, o amintire, o bucată de personalitate.

Așa că despre autism sau schizofrenie am învățat din creiere de șoarece, care nu fac bolile astea, și din creiere umane privite la autopsie, când totul s-a terminat deja. E ca și cum ai vrea să afli de ce se strică un motor, dar ai voie să te uiți doar la motorul altei mașini, sau la al tău după ce a explodat.”

Cum a încercat Sergiu Pașca să ocolească această barieră

Soluția dezvoltată la Stanford pornește de la celule umane și de la tehnologia organoizilor, structuri tridimensionale crescute în laborator care reproduc anumite caracteristici ale țesutului cerebral aflat în dezvoltare.

În noul experiment, cercetătorii au transplantat organoizi corticali umani în șoareci modificați genetic astfel încât o parte importantă a țesutului lor cortical să nu se dezvolte. Eliberat de competiția cu un cortex normal al șoarecelui, țesutul uman a avut spațiu pentru a crește masiv și pentru a forma conexiuni cu sistemul nervos al animalului.

„Sergiu a ocolit această problemă. A luat celule de piele umană, de la pacienți, le-a reprogramat, a crescut din ele bucăți de scoarță cerebrală umană și le-a transplantat în creierul unor șoareci modificați genetic să nu își formeze propria scoarță, adică șoricei făcuți în laborator care au crescut fără o parte din creier.

Țesutul uman a crescut, a trimis prelungiri până în măduva spinării și a produs ceva ce nu se obținuse niciodată într-un vas de laborator: neuroni von Economo, celule mari și rare din zonele care se ocupă de comportamentul social și de decizii, exact cele care mor în demența fronto-temporală”, explică medicul.

Cercetătorii au observat într-adevăr celule asemănătoare neuronilor von Economo, un tip celular care nu mai fusese observat anterior în culturile de laborator folosite de cercetători. Țesutul uman a format, de asemenea, conexiuni extinse cu sistemul nervos al șoarecilor, inclusiv proiecții care au ajuns până la măduva spinării.

Ce ar putea ajuta la testarea tratamentelor?

Una dintre cele mai interesante perspective deschise de această tehnologie este medicina de precizie. Organoizii pot fi creați din celule provenite de la pacienți, ceea ce înseamnă că țesutul rezultat păstrează particularități genetice relevante ale persoanei respective.

În teorie, cercetătorii ar putea observa astfel modul în care o anumită mutație sau boală afectează dezvoltarea neuronilor și circuitele nervoase, apoi ar putea testa experimental posibile terapii.

„Iar de aici începe partea care ne privește pe toți și este un început fascinant al viitorului. Celulele transplantate poartă genele omului din care au fost luate, deci se poate lua o bucățică de piele de la un copil cu o boală neurologică grea, se poate crește din ea un fel de avatar al creierului lui, se poate căuta acolo ce anume nu funcționează și se poate testa un medicament înainte să ajungă vreodată la copilul acela.

La o boală rară, sindromul Timothy, echipa lui Sergiu a găsit așa defectul exact și un medicament candidat, care intră acum în primele studii pe oameni”, explică Pautov.

Echipa lui Pașca a folosit anterior modele derivate din celulele pacienților pentru studierea sindromului Timothy și a dezvoltat un candidat terapeutic bazat pe oligonucleotide antisens. Potrivit Stanford, terapia se află în pregătire pentru intrarea în studii clinice de fază 1/2.

Au devenit șoarecii „mai umani”?

Experimentul ridică inevitabil întrebări care depășesc medicina și intră în domeniul bioeticii. Integrarea unei cantități atât de mari de țesut cerebral uman într-un animal poate suna tulburător, însă studiul nu arată că șoarecii ar fi dobândit capacități cognitive umane.

Analizele comportamentale au indicat o locomotricitate în mare parte păstrată, alături de anumite diferențe selective privind coordonarea membrelor și organizarea comportamentului spontan. Momentul transplantului, efectuat după nașterea șoarecilor, este de asemenea important pentru limitarea modului în care celulele umane pot participa la organizarea fundamentală a creierului.

Pautov anticipează tocmai întrebarea care apare aproape inevitabil atunci când auzim despre asemenea experimente.

„Și totuși, șoarecii au rămas șoareci. Știu că vin comentariile cu «ați înnebunit, faceți șoareci cu creier de om», așa că spun cinstit ce scrie în studiu. Animalele s-au comportat la teste ca orice șoarece de vârsta lor, iar cercetătorii au scris negru pe alb unde e limita de la care discuția devine serioasă: dacă țesutul uman ar ajunge să se plieze și să se așeze în straturi ca o scoarță adevărată, și mai ales dacă s-ar încerca la maimuțe.”

Până unde putem merge?

Sergiu Pașca se numără chiar printre cercetătorii care au cerut dezvoltarea unor reguli etice clare pentru organoizii și „assembloizii” neuronali, înainte ca tehnologia să avanseze spre experimente și mai complexe.

În 2025, oameni de știință, bioeticieni, juriști și reprezentanți ai societății civile s-au întâlnit la Asilomar, în California, pentru a discuta cadrul etic necesar dezvoltării domeniului. Alegerea locului a avut și o puternică încărcătură simbolică, deoarece acolo avuseseră loc, cu 50 de ani înainte, celebrele discuții din 1975 privind riscurile și regulile tehnologiei ADN recombinant.

„Înainte de pasul acela cer reguli scrise din timp, cu eticieni, juriști și pacienți la masă. Pașca a și organizat anul trecut o conferință pe tema asta, în același loc din California unde s-a discutat în 1975 ingineria genetică. Mie asta mi se pare partea cea mai sănătoasă din toată povestea: oamenii care fac descoperirea sunt aceiași care cer limita, și o cer înainte, nu după”, concluzionează Mihail Pautov.

Descoperirea nu înseamnă că medicina dispune deja de un tratament pentru autism, Alzheimer, epilepsie sau alte boli neurologice și nici că cercetătorii au creat un „creier uman” complet într-un șoarece. Importanța sa este alta: oamenii de știință au acum un model experimental în care neuroni umani se pot dezvolta, organiza și conecta în interiorul unui sistem nervos viu la o scară care nu fusese posibilă până acum. Tocmai această posibilitate ar putea transforma felul în care sunt cercetate unele boli ale creierului și în care sunt evaluate viitoarele terapii.

CITEȘTE ȘI: Ți-ai scos telefonul imediat ce te-ai plictisit? Mihail Pautov avertizează asupra obiceiului care ne poate alimenta anxietatea

Cancerul poate începe fără durere! Dr. Mihail Pautov explică simptomele pe care nu trebuie să le ignori