قد يتمكن العلماء قريبا من تكوين أدمغة بشرية في المختبر، عقب تطوير نموذج ثلاثي الأبعاد للدماغ باستخدام خلايا بشرية، ما يسمح لهم بدراسة نشاط الدماغ غير الطبيعي بشكل أفضل. وقام الخبراء بزراعة أنسجة الدماغ لسنوات، ولكن هذه التقنية تستخدم الأنسجة الوظيفية المحايدة لإنشاء "هيكل يشبه الدماغ".
ويقول الباحثون إن بإمكانهم مستقبلا استخدام الخلايا من المصابين بمرض باركنسون وألزهايمر لفهم كيفية استجابتهم لعلاجات معينة.
وقام فريق من الباحثين بقيادة جامعة تافتس بتطوير نماذج ثلاثية الأبعاد للأنسجة البشرية للجهاز العصبي المركزي، ويحاكي هذا النموذج الخصائص الهيكلية والوظيفية للدماغ والنشاط العصبي المتواصل على مدى عدة أشهر.
وقام الباحثون بتطوير الخلايا على هيكل ثلاثي الأبعاد مصنوع من بروتين الحرير والكولاجين، ما سمح بتكوين "أجسام عضوية شبيهة بالدماغ".
وتسمح نماذج أنسجة الأدمغة البشرية باستكشاف التفاعلات وتطور المرض والاستجابة للعلاج.
ويقول العلماء إن نماذج الأنسجة الدماغية ثلاثية الأبعاد تتغلب على تحد رئيسي في النماذج القديمة، وهو نقص الخلايا العصبية البشرية، ويرجع ذلك إلى أن الأنسجة العصبية نادرا ما تتم إزالتها من المرضى الأصحاء وعادة ما تكون متاحة فقط بعد وفاة المرضى.
وبدلا من ذلك، يتم ملء نماذج الأنسجة ثلاثية الأبعاد بالخلايا الجذعية المستحثة (iPSCs)، وهي خلايا جذعية يتم اشتقاقها اصطناعيا من خلايا غير وافرة القدرة، ويمكن اشتقاق هذه الخلايا من مصادر عديدة، بما في ذلك جلد المريض.
ويعتقد الباحثون أن الشبكات المبنية من الخلايا الجذعية متعددة القدرات المستحثة من البشر أو خلايا "iPSCs"، يمكن أن تقدم رؤى جديدة لظروف مثل مرض ألزهايمر وداء باركنسون.
وقال الباحث ديفيد كابلان، إن "الهياكل المصنوعة من الحرير والكولاجين توفر البيئة المناسبة لإنتاج خلايا ذات بصمات وراثية وإشارات كهربائية موجودة في الأنسجة العصبية المحلية".
وأضاف الباحث ويليام كانتلي، أن "نمو الشبكات العصبية مستدام ومتسق للغاية في نماذج الأنسجة ثلاثية الأبعاد، سواء كنا نستخدم الخلايا من الأفراد الأصحاء أو الخلايا من المرضى المصابين بمرضي ألزهايمر أو باركنسون". وتابع قائلا: "يمنحنا ذلك منصة موثوقة لدراسة حالات المرض المختلفة والقدرة على مراقبة ما يحدث للخلايا على المدى الطويل".
