پژوهشگران دانشگاه استنفورد با پیوند بافت مغزی رشدیافته از سلولهای انسانی به مغز موش، مدل آزمایشگاهی تازهای برای مطالعه بیماریهای پیچیده مغز انسان خلق کردهاند؛ مدلی که به گفته دانشمندان میتواند فاصله میان آزمایشهای حیوانی و زیستشناسی انسانی را کم کند.
جایگزینی بخشی از قشر مغز موش با بافت انسانی
تیم دانشگاه استنفورد به رهبری سرجیو پاسکا، عصبشناس این دانشگاه، ابتدا موشها را از نظر ژنتیکی به گونهای مهندسی کرد که بخش بزرگی از قشر مغز آنها ــ لایه بیرونی مغز که در حافظه، پردازش حسی و عملکردهای شناختی نقش کلیدی دارد ــ به طور طبیعی رشد نکند. این فضای خالی بستر لازم برای پیوند بافت انسانی را فراهم کرد.
در مرحله بعد، پژوهشگران از سلولهای پوستی انسان نمونه گرفتند و با برنامهریزی مجدد سلولی، آنها را به ساختارهایی به نام «ارگانوئید مغزی» تبدیل کردند. ارگانوئید مغز کامل نیست، بلکه تودهای سازمانیافته از نورونهای زنده است که برخی ویژگیهای بافت مغز را تقلید میکند. این ارگانوئیدها سپس در مغز موشهای مهندسیشده کاشته شد.
بافتی زنده که با مدارهای موش درهم میآمیزد
برخلاف بسیاری از کشتهای آزمایشگاهی که به صورت تودهای جدا باقی میمانند، اسکنهای مغزی نشان داد سلولهای انسانی پس از پیوند به سرعت رشد و تقسیم شدند و اتصالات عصبی واقعی با نواحی دیگر مغز و حتی نخاع موش برقرار کردند. به بیان دیگر، بافت انسانی صرفاً مهمان نبود، بلکه بخشی از شبکه عصبی زنده حیوان شد.
با این حال ساختار جدید کاملاً منظم نبود. قشر طبیعی مغز انسان از لایههای مشخص و منظمی تشکیل شده است، اما بافت ترکیبی ایجادشده در موشها ظاهری نامنظمتر داشت. ایلاری آلودی، عصبشناس دانشگاه سنتاندروز که در این پژوهش مشارکت نداشته، تصاویر مغزی این نمونهها را «تا حدی نامرتب» توصیف کرده است. پژوهشگران میگویند با گذشت چند ماه، سلولهای انسانی از نظر شکل و عملکرد به نورونهای قشر مغز شباهت بیشتری پیدا کردند.
ظهور سلولهای ویژه انسان در بدن موش
یکی از یافتههای چشمگیر مطالعه که به نقل از بیبیسی منتشر شده، شکلگیری خودبهخودی برخی انواع سلولی است که به طور معمول فقط در مغز انسان و نخستیسانان دیده میشود و در مغز موش وجود ندارد. به گفته آلودی، این مسئله نشان میدهد سلولهای انسانی حتی در محیط بدن موش نیز «برنامه رشد انسانی» خود را حفظ میکنند؛ گویی بدن موش نقش یک انکوباتور یا محیط کشت زنده را ایفا کرده است.
آیا موشها باهوشتر شدند؟
حدود شش ماه پس از جراحی، تیم استنفورد رفتار موشهای پیوندشده را در آزمونهای حرکتی و رفتاری بررسی کرد. نتیجه این بود که حیوانات عمدتاً مانند موشهای عادی رفتار کردند و هیچ نشانهای از افزایش توانایی شناختی یا رفتار شبهانسانی در آنها دیده نشد. پاسکا تأکید کرده است که این موشها «توانایی اضافهای» به دست نیاوردهاند و هیچ مدرکی مبنی بر تفکر انسانگونه در آنها وجود ندارد.
سارا چان، متخصص اخلاق زیستی دانشگاه ادینبرو که در مطالعه دخالتی نداشته، نیز هشدار داده که این دستاورد نباید به عنوان «ساخت مغز انسانی در بدن موش» تعبیر شود. با این حال او معتقد است چنین آزمایشهایی پرسشهای اخلاقی مهمی را مطرح میکند؛ از جمله اینکه چگونه میتوان تجربه ذهنی حیوانی را ارزیابی کرد که بخشی از مغزش منشأ انسانی دارد. اگر در آینده این بافتها پیچیدهتر شوند و تأثیر بیشتری بر رفتار بگذارند، معیارهای فعلی رفاه حیوانات و نظارت اخلاقی باید بازنگری شود. پژوهشگران استنفورد اعلام کردهاند تمام مراحل پژوهش تحت نظارت مستقل اخلاقی و بر اساس دستورالعملهای سختگیرانه نگهداری از حیوانات آزمایشگاهی انجام شده است.
چرا این مدل اهمیت دارد؟
علوم اعصاب سالهاست با یک دوراهی روبهرو است: از یک سو مدلهای حیوانی مانند موش تفاوتهای زیستی مهمی با مغز انسان دارند و از سوی دیگر کشتهای سلولی در ظرف آزمایشگاه فاقد پیچیدگی یک مغز زنده هستند. بسیاری از اختلالات روانپزشکی و رشد عصبی انسان ویژگیهایی دارند که در جوندگان به همان شکل بروز نمیکند؛ به همین دلیل داروهایی که در مدلهای حیوانی امیدوارکننده به نظر میرسند، اغلب در کارآزماییهای بالینی انسانی شکست میخورند.
پاسکا میگوید روانپزشکی یکی از حوزههایی است که کمترین نرخ موفقیت را در کارآزماییهای بالینی دارد و دلیل آن تا حد زیادی نبود مدلهای آزمایشگاهی وفادار به زیستشناسی مغز انسان است. مدل جدید استنفورد تلاش میکند همین شکاف را پر کند: ویژگیهای عملکرد مغز انسان در یک سیستم عصبی زنده قابل بررسی میشود، بدون آنکه حیوان به موجودی با مغز انسانی تبدیل شود.
کاربردهای آینده و محدودیتها
تیم پژوهشی امیدوار است این ابزار برای بررسی سازوکار بیماریهایی مانند صرع، اوتیسم و فلج مغزی به کار رود؛ بیماریهایی که مطالعه مستقیم آنها در مغز انسان بسیار دشوار است. همچنین این مدل میتواند بستری برای آزمایش اثربخشی داروهای جدید پیش از ورود به مطالعات انسانی فراهم کند.
با این حال همه کارشناسان به یک اندازه خوشبین نیستند. جیمز اینج، عصبشناس دانشگاه سنتاندروز، با وجود تحسین پیچیدگی فنی پژوهش، معتقد است کاربرد عملی این موشها ممکن است محدود بماند. او یکی از موانع اصلی را چالشهای اخلاقی مرتبط با رشد بافت زنده انسانی در بدن حیوان و همچنین پرسش درباره حد مجاز چنین مداخلاتی میداند.
با وجود این تردیدها، پژوهش استنفورد گامی مهم در جهت ساخت مدلهای انسانیتر برای مطالعه مغز تلقی میشود؛ مدلی که در آن سلولهای انسانی در محیطی زنده رشد میکنند، با مدارهای عصبی میزبان ادغام میشوند، اما هویت و توانایی حیوان را به سمت انسان شدن سوق نمیدهند.
دیدگاهها (0)
هنوز دیدگاهی ثبت نشده است.