A tudósok azt sem zárják ki, hogy ezek az agyra hasonlító organoidok kis mértékben rendelkezhetnek tudattal. Ám ez sok etikai kérdést vet fel.
A kutatók immár egy évtizede próbálkoznak felnőtt őssejtekből organoidokat, vagyis egy-egy emberi szervhez hasonlító sejtstruktúrákat létrehozni. A tudósok ugyanis rájöttek, ha egy sejtpopulációt nem csak síkban növesztenek, hanem három dimenzióban is, akkor megfelelő növekedési faktorokkal nagyon komplex, emberi szervekre emlékeztető struktúrákat alkothatnak. Ma már léteznek tüdő, vastagbél, vese és máj organoidok is.
De vannak, akik ennél is tovább mentek: hat éve osztrák kutatók agyi organoidot állítottak elő. Ezekből azonban eddig sohasem fejlődött ki aktív neurális hálózat. Most ez is sikerült.
Az áttörést részben az őssejt-kultúrák fejlődési körülményeinek javítása eredményezte, mint arról a San Diego-i Egyetem kutatócsoportja a Cell Press című szaklapban beszámolt. Ugyancsak előrelépést jelentett, hogy több időt hagytak a neuronoknak a kifejlődésre, ugyanúgy, ahogy a magzatok agyának is van ideje fejlődni az anyaméhben – írta a New York Times
Az első agyhullámokat két hónap után észlelték az organoidokban. Ezek a jelek ritkák voltak, de ugyanazon a frekvencián jelentkeztek, mint ami a még nagyon korai fejlődési szakaszban lévő emberi agyakat jellemzi. Azután, ahogy az organoidok növekedtek, már több különböző frekvenciájú hullámot bocsájtottak ki, és ezek a korábbiaknál szabályosabb időközökben jelentek meg.
Érett emberi agyakban ezeket a hullámokat egymással szinkronban működő neuronhálózatok produkálják. Az agyműködés egyes fajtáinak, mint például az emlékezésnek vagy az álomnak megvannak a maguk különleges hullám-modelljei. Richard Gao, a tanulmány társszerzője szerint a megfelelő minták produkálásához nincs szükség az agy több milliárd neuronjára, csupán egy „kritikus tömeget” kell elérni.
A kutatók összevetették az organoidok fejlődését 39, a terhesség 28. hete előtt világra jött gyermek fejlődési ívével, és megállapították, hogy pályáik hasonlóak voltak. „Az ember idegrendszeri fejlődésének első szakaszai beleíródtak a genomunkba” – vonta le a következtetést a rendkívüli eredményekből Alysson Muotri professzor, a kísérlet vezetője.
VIDEÓ: egy agyi organoid fejlődése:
De vannak, akik ennél is tovább mentek: hat éve osztrák kutatók agyi organoidot állítottak elő. Ezekből azonban eddig sohasem fejlődött ki aktív neurális hálózat. Most ez is sikerült.
Az áttörést részben az őssejt-kultúrák fejlődési körülményeinek javítása eredményezte, mint arról a San Diego-i Egyetem kutatócsoportja a Cell Press című szaklapban beszámolt. Ugyancsak előrelépést jelentett, hogy több időt hagytak a neuronoknak a kifejlődésre, ugyanúgy, ahogy a magzatok agyának is van ideje fejlődni az anyaméhben – írta a New York Times
Az első agyhullámokat két hónap után észlelték az organoidokban. Ezek a jelek ritkák voltak, de ugyanazon a frekvencián jelentkeztek, mint ami a még nagyon korai fejlődési szakaszban lévő emberi agyakat jellemzi. Azután, ahogy az organoidok növekedtek, már több különböző frekvenciájú hullámot bocsájtottak ki, és ezek a korábbiaknál szabályosabb időközökben jelentek meg.
Érett emberi agyakban ezeket a hullámokat egymással szinkronban működő neuronhálózatok produkálják. Az agyműködés egyes fajtáinak, mint például az emlékezésnek vagy az álomnak megvannak a maguk különleges hullám-modelljei. Richard Gao, a tanulmány társszerzője szerint a megfelelő minták produkálásához nincs szükség az agy több milliárd neuronjára, csupán egy „kritikus tömeget” kell elérni.
A kutatók összevetették az organoidok fejlődését 39, a terhesség 28. hete előtt világra jött gyermek fejlődési ívével, és megállapították, hogy pályáik hasonlóak voltak. „Az ember idegrendszeri fejlődésének első szakaszai beleíródtak a genomunkba” – vonta le a következtetést a rendkívüli eredményekből Alysson Muotri professzor, a kísérlet vezetője.
VIDEÓ: egy agyi organoid fejlődése:
Ezeknek a kísérleteknek azért van különleges jelentősége, mert az emberi agyi betegségek kezelésénél a legritkább esetben alkalmazhatók az állatokon (akár főemlősökön) végzett kutatási eredmények.
Az organoidokkal azonban a kutatók miniatűr változatban reprodukálni tudják a különböző agyi rendellenességeket, mint például az autizmust, az epilepsziát vagy az agyi fertőzéseket is.
Ennek a módszernek már konkrét eredményei is vannak.
Az organoidokkal azonban a kutatók miniatűr változatban reprodukálni tudják a különböző agyi rendellenességeket, mint például az autizmust, az epilepsziát vagy az agyi fertőzéseket is.
Ennek a módszernek már konkrét eredményei is vannak.
Az organiodokat megfertőzték például Zika vírussal, hogy megértsék, hogyan okoz agykárosodást a magzatoknál. 2018-ban felfedezték, hogy egy Sofosbuvir nevű gyógyszer, amelyet már jóváhagytak a hepatitisz gyógyítására, megvédi az organoidokat a fertőzéstől. Ugyancsak organoidokon keresztül tanulmányoznak olyan öröklött agyi rendellenességeket, mint a Pitt-Hopkins szindróma. Az ebben szenvedő gyerekek nem tudnak beszélni és rendszeresen begörcsöl a testük.
Az agyorganoidok fejlődése szinte állandó felügyeletet igényel, mivel a kutatóknak a laboratóriumban folyamatosan cserélniük kell azt a baktérium-táptalajt, amelyben a sejtek növekszenek, és nagy gondot kell fordítani magukra a sejtekre is, hogy a helyes irányba fejlődjenek.
Ennek ellenére folyamatban vannak olyan kutatások, amelyek során még nagyobb, még összetettebb és még tartósabb agyorganoidokat hoznának létre. Erre különösen alkalmasak a mikrogliának nevezett immunsejtek, amelyek nemcsak a kórokozók ellen lépnek fel, hanem a fejlődő agyban neuronágakat növesztenek.
A közelmúltban a tudósok már összekötöttek egy agyorganoidot egy pók formájú robottal, amellyel kölcsönösen jeleket adtak egymásnak.
Egy számítógép fordította le az organoid elektromos tevékenységét olyan utasításokra, amelyek a robot lábait mozgatták. A mozgó robot szenzoraival érzékelte, ha közel került egy falhoz, a számítógép pedig ezeket a jeleket visszaküldte az organoidnak elektromos pulzálás formájában.
Mindez azonban számos etikai kérdést vet fel.
A tudósok nem zárják ki, hogy ezek az agyak kis mértékben rendelkezhetnek tudattal, ugyanakkor ezt dr. Muotri szerint jelenleg nem tudják bizonyítani.
Christop Koch, a seattle-i Allen Agykutató Intézet elnöke úgy gondolja, hogy minél fejlettebb szintre jutnak az agyorganoidok, annál közelebb juthat a tudomány ahhoz, hogy érzelmeik legyenek.
Jeantine Lunshof, a Harvard bioetikusa szerint viszont egyelőre korai azzal foglalkozni, hogy mit szabad tenni és mit nem az agyorganoidokkal. Először azt kell meghatározni, hogy egyáltalán mik azok, hiszen tíz évvel ezelőtt még szinte a fogalom sem létezett.
A szabályozás kulcskérdése lesz, hogy az egyre bonyolultabb agyorganoidokat egy ponton túl igazi emberi agyaknak tekintjük-e majd, vagy nem.
Közben az organoid-kutatást már a világűrre is kiterjesztették. Júliusban a NASA organoidokat küldött a Nemzetközi Űrállomásra, hogy megfigyeljék: hogyan fejlődnek a súlytalanság állapotában. Az organoidokat tartalmazó dobozban egy olyan eszköz prototípusát helyezték el, amely egy napon képes lesz emberi beavatkozás nélkül is produkálni őket. Az űrhajósok semmi mást nem tettek, mint elhelyezték a dobozt az űrállomáson, majd beindították a szerkezetet.
VIDEÓ: organoidok a világűrben
Az agyorganoidok fejlődése szinte állandó felügyeletet igényel, mivel a kutatóknak a laboratóriumban folyamatosan cserélniük kell azt a baktérium-táptalajt, amelyben a sejtek növekszenek, és nagy gondot kell fordítani magukra a sejtekre is, hogy a helyes irányba fejlődjenek.
Ennek ellenére folyamatban vannak olyan kutatások, amelyek során még nagyobb, még összetettebb és még tartósabb agyorganoidokat hoznának létre. Erre különösen alkalmasak a mikrogliának nevezett immunsejtek, amelyek nemcsak a kórokozók ellen lépnek fel, hanem a fejlődő agyban neuronágakat növesztenek.
A közelmúltban a tudósok már összekötöttek egy agyorganoidot egy pók formájú robottal, amellyel kölcsönösen jeleket adtak egymásnak.
Egy számítógép fordította le az organoid elektromos tevékenységét olyan utasításokra, amelyek a robot lábait mozgatták. A mozgó robot szenzoraival érzékelte, ha közel került egy falhoz, a számítógép pedig ezeket a jeleket visszaküldte az organoidnak elektromos pulzálás formájában.
Mindez azonban számos etikai kérdést vet fel.
A tudósok nem zárják ki, hogy ezek az agyak kis mértékben rendelkezhetnek tudattal, ugyanakkor ezt dr. Muotri szerint jelenleg nem tudják bizonyítani.
Christop Koch, a seattle-i Allen Agykutató Intézet elnöke úgy gondolja, hogy minél fejlettebb szintre jutnak az agyorganoidok, annál közelebb juthat a tudomány ahhoz, hogy érzelmeik legyenek.
Jeantine Lunshof, a Harvard bioetikusa szerint viszont egyelőre korai azzal foglalkozni, hogy mit szabad tenni és mit nem az agyorganoidokkal. Először azt kell meghatározni, hogy egyáltalán mik azok, hiszen tíz évvel ezelőtt még szinte a fogalom sem létezett.
A szabályozás kulcskérdése lesz, hogy az egyre bonyolultabb agyorganoidokat egy ponton túl igazi emberi agyaknak tekintjük-e majd, vagy nem.
Közben az organoid-kutatást már a világűrre is kiterjesztették. Júliusban a NASA organoidokat küldött a Nemzetközi Űrállomásra, hogy megfigyeljék: hogyan fejlődnek a súlytalanság állapotában. Az organoidokat tartalmazó dobozban egy olyan eszköz prototípusát helyezték el, amely egy napon képes lesz emberi beavatkozás nélkül is produkálni őket. Az űrhajósok semmi mást nem tettek, mint elhelyezték a dobozt az űrállomáson, majd beindították a szerkezetet.
VIDEÓ: organoidok a világűrben
Augusztus végén dr. Muotri örömmel tapasztalta monitorján, hogy féltucatnyi kerek, nagyjából hasonló méretű test lebegett a dobozban, vagyis az organoidok nem olvadtak, nem tapadtak össze. Ha ez a kísérlet valóban elvezetne az agyorganoidok tömeges gyártásához, a kutató szerint az ő kézműves organoid-nevelő módszere feleslegessé válna, és újabb távlatok nyílhatnának meg a kutatók előtt.
0 Megjegyzések