14:36 2024-03-29
science - citeste alte articole pe aceeasi tema
Comentarii Adauga Comentariu
_ Cercetarea organoizilor identifică factorul implicat în expansiunea creierului la om
_ Cercetarea organoizilor identifică factorul implicat în expansiunea creierului la oameni
Ce ne face oameni? Potrivit neurobiologilor, este neocortexul nostru. Acest strat exterior al creierului este bogat în neuroni și ne permite să facem gândire abstractă, să creăm artă și să vorbim limbi complexe. O echipă internațională condusă de dr. Mareike Albert de la Centrul pentru Terapii Regenerative Dresden (CRTD) al TUD Dresden University of Technology a identificat un nou factor care ar fi putut contribui la extinderea neocortexului la om. Studiul a fost publicat în Jurnalul EMBO.
Neocortexul este stratul exterior pliat caracteristic al creierului care seamănă cu o nucă. Este responsabil pentru funcțiile cognitive superioare. „Neocortexul este cea mai recentă parte evoluată a creierului”, spune dr. Albert, liderul grupului de cercetare la CRTD. „Toate mamiferele au un neocortex, dar acesta variază ca mărime și complexitate. Neocorticele umane și primate au pliuri în timp ce, de exemplu, șoarecii au un neocortex complet neted, fără nicio cute.”
Pleurile caracteristice creierul uman mărește suprafața neocortexului. Neocortexul uman are un număr mai mare de neuroni care susțin funcții cognitive complexe.
Mecanismele moleculare care conduc evoluția neocortexului sunt încă în mare parte necunoscute. „Ce gene sunt responsabile pentru diferențele dintre specii în dimensiunea neocortexului? Ce factori au contribuit la expansiunea creierului la oameni? Răspunsul la aceste întrebări este esențial pentru înțelegerea dezvoltării creierului uman și, eventual, abordarea tulburărilor de sănătate mintală”, explică dr. Albert.
Pentru a căuta factori care influențează expansiunea creierului, grupul Albert a comparat creierul în curs de dezvoltare al șoarecilor și al oamenilor. „Celulele stem la șoareci nu se împart la fel de mult și nu produc atât de mulți neuroni în comparație cu primatele. Oamenii, pe de altă parte, au un număr mare de celule stem în creierul în curs de dezvoltare. Acest bazin foarte extins de celule stem stă la baza creșterea numărului de neuroni și a dimensiunii creierului”, explică dr. Albert.
Echipa a găsit un factor care este prezent la oameni, dar nu și la șoareci. Folosind tehnologia culturii celulare 3D, grupul a testat dacă factorul nou identificat ar putea influența extinderea neocortexului. „Datorită cercetării acordate cu premiul Nobel în 2012, este posibil să se transforme orice celulă într-o celulă stem. O astfel de celulă stem poate fi apoi transformată într-un țesut tridimensional care seamănă cu un organ, de exemplu, un creier. Om. celulele stem fac posibilă studierea dezvoltării și a bolilor direct în țesuturile umane”, explică dr. Albert.
Aceste culturi de creier 3D, sau organoizi cerebrali, pot să nu semene cu creierul unui ochi neantrenat, dar imită complexitatea celulară a creierului în curs de dezvoltare. „Cele mai multe tipuri de celule ale creierului în curs de dezvoltare sunt prezente. Ele interacționează, semnalează și sunt aranjate în mod similar ca într-un creier uman real”, spune dr. Albert.
Folosind organoizi cerebrali 3D, grupul a fost capabil să arate că un factor de creștere, cunoscut sub numele de epiregulina, promovează într-adevăr diviziunea și expansiunea celulelor stem în creierul în curs de dezvoltare.
„Știind că epiregulina conduce expansiunea celulelor stem neocorticale umane, ne-am uitat înapoi la gena care codifică epiregulina și a încercat să o urmărească prin arborele evolutiv”, spune autorul principal al studiului Paula Cubillos, doctorand la CRTD. Gena nu este unică pentru oameni, dar este prezentă și la alte primate și chiar la șoareci.
„Epiregulina nu este produsă în creierul șoarecelui în curs de dezvoltare, deoarece gena este închisă permanent și nu este utilizată. „Am fost intrigați să înțelegem dacă există diferențe în modul în care funcționează epiregulina la oameni și la alte primate”, explică Cubillos.
Cercetătorii au apelat din nou la tehnologia culturii 3D. Folosind celule stem de gorilă, cercetătorii au generat organoizi din creierul gorilelor. „Gorilele sunt specii pe cale de dispariție. Știm foarte puține despre dezvoltarea creierului lor. Organoizii obținuți din celule stem oferă o modalitate de a-și studia dezvoltarea creierului fără a interacționa deloc cu specia”, spune dr. Albert.
Comparând. efectul epiregulinei în organoizii creierului uman și al gorilelor, echipa a descoperit că adăugarea epiregulinei la organoizii creierului gorilelor poate promova și mai mult expansiunea celulelor stem. Cu toate acestea, adăugarea și mai multă epiregulină la organoizii creierului uman nu a avut același efect. Acest lucru s-ar putea datora faptului că neocortexul uman sa extins deja într-o măsură foarte mare.
„Spre deosebire de factorii identificați anterior, epiregulina ca atare pare să nu fie unică pentru oameni. În schimb, cantitatea de factor de creștere pare să fie să fie regulatorul esențial pentru diferențele dintre specii”, conchide dr. Albert.
Acest studiu nu numai că avansează înțelegerea noastră asupra unicității umane, dar subliniază și importanța noilor tehnologii care oferă complemente etice și non-invazive. la cercetarea animalelor.
Comentarii:
Adauga Comentariu