מיני מוחות אנושיים אלה הושתלו בעכברים כדי לשאוב הורמונים נגד סטרס

אורגני המוח עברו כברת דרך. המיני-מוחים האלה, לכל היותר בגודל של אפונה, עשויים מתאי גזע או תאי עור מתוכנתים מחדש ומתוכננים בתוך ביו-ריאקטור מלא בחומרים מזינים. עם מרכיבים מולקולריים שונים, מדענים יכולים לדחוף מיני-מוחים לפתח בהדרגה פסים ומבנים הדומים למוח עוברי צומח, בתקווה להחליף יום אחד אזורי מוח פגומים בכתמי מוח שגדלו במעבדה.

השבוע, צוות מיפן הוסיף מעצמת-על שהייתה מזמן למיני-מוח: שאיבת הורמונים ששולטים בחיים.

החל מתאי גזע אנושיים, הם גידלו אצווה לא שגרתית של מיני מוחות המחקים את בלוטת יותרת המוח, מרכז ההורמונים של המוח. גוש זעיר תחוב בבסיס הגולגולת, יותרת המוח הוא כביש מהיר מרכזי המקשר את המוח לחלקים אחרים בגוף, שולט במתח, בחילוף החומרים, בתגובות הלב וכלי הדם ורבייה.

כאשר הושתלו בעכברים עם בלוטת יותרת המוח פגומה, התאים האנושיים שאבו החוצה הורמון חיוני שבדרך כלל מופרש על ידי הבלוטה בקצב קבוע. ההשתלה נמשכה למעלה מ-24 שבועות ללא תופעות לוואי או דחייה חיסונית.

החלק המטורף ביותר היה שמיני יותרת המוח הוכנסה ליד הכליות - במקום המוח - מתחת למעטפת דמוית סיבים מגן שעטפה אותה. למרות שעדיין דורשת ניתוח, השיטה מראה שכאשר מדובר בהורמונים ממוחיים שזורמים לזרם הדם, לא תמיד יש צורך להשתיל תחליפים בריאים במוח המארח עצמו.

הזרקת העכברים עם כימיקל המחקה זיהום חיידקי גרמה לגוש המושתל לשאוב הורמון מבית המחיה החדש של הכליות שלו כדי להשיק מתקפת נגד כדי להילחם בלחץ החיסוני.

למרות שהם רחוקים מלהיות מוכנים לשימוש בבני אדם עם בעיות יותרת המוח, האורגנואידים ה"ספוגים" הללו עוזרים לגשר על הפער בין המוח לגוף באמצעות הצורה הייחודית שלהם של שגרירים הורמונליים.

"שיטה זו ליצירת רקמת יותרת המוח מטוהרת פותחת אפיקים חדשים של מחקר עבור רפואה רגנרטיבית של יותרת המוח", אמר מחבר המחקר ד"ר הידטקה סוגה מאוניברסיטת נאגויה.

המוח ההורמונלי

מיני-מוחים הם פריצת דרך למדעי המוח. הם נותנים תובנה חסרת תקדים בשלבים המוקדמים של התפתחות האדם. הם נוצצים עם פעילות חשמלית. ואולי, קצת פרנקנשטיין, נתחי מוח מיני יכולים להתחבר פיזית ל לנתח שרירים בצלחת מעבדה ולשלוט בהתכווצויות שלהם לפי דרישה, ו להחזיר את הראייה לחולדות פצועות. התחכום הגובר שלהם אפילו עורר ויכוח סוער האם נתחי המוח חסרי הגוף הללו עלולים להפוך למודעים.

עם זאת, חסרה להם יכולת מרכזית אחת: להרעיף את שאר הגוף במבול של הורמונים. כשחושבים על תאי מוח, נוירונים עולים מיד בראש. אני מדמיין את יכולת החישוב שלהם, תוך שימוש באותות חשמליים כדי לקלוע לרשתות דינמיות שעומדות בבסיס ההכרה, הלמידה, ההיגיון והזיכרונות שלנו. אבל נוירונים הם לא התאים היחידים במוח.

יש גוש קטנטן תחוב עמוק בחלק האחורי של הראש שמפעיל כוחות אדירים. בתור ילד, זה עוזר לך לגדול. אצל מבוגרים, הוא שואב מנות של הורמוני סטרס - כאשר יש צורך לשמור אותך על הרגליים - ושומר על חילוף חומרים בריא. בלוטת יותרת המוח היא המאסטרו הגדול שמנחה סימפוניה של הורמונים המנהלים בצורה חלקה את תפקודי הגוף שלך.

ההורמונים האלה לא מגיעים מנוירונים. במקום זאת, הם נשלטים על ידי תאים קורטיקוטרופיים במוח, אשר מתייעצים ללא הרף עם שכניהם הנוירונים על איזה שליח הורמונים לייצר בשלב הבא.

הם חבורה תובענית. תאים אלה הם בעצם התחנה המרכזית הגדולה לשליחת שליחים הורמונליים מהמוח אל כל הנוף הגופני. הורמוני גדילה, למשל, עוזרים לעורר צמיחה והתחדשות בגוף. Vasopressin מצווה על הכליות לווסת את שימור המים והאלקטרוליטים, חשוב הן למאבק בפנים נפוחות בבוקר והן לשמירה על לחץ דם יציב. חלק מההורמונים מניעים את ההתבגרות והפוריות. אחרים, כמו אוקסיטוצין - הידוע גם בשם "הורמון האהבה" - עוזרים לאם להיקשר לילדה שזה עתה נולד.

לכן אין זה מפתיע שכאשר בלוטת יותרת המוח נכשלת, התוצאות אינן יפות. מיכלי לחץ הדם שלך. אתה מתעלף ללא אזהרה מוקדמת. ילדים נאבקים לצמוח.

המצב, הנקרא hypopituitarism, משפיע על כ-200,000 אנשים בארה"ב. ההורמון העיקרי שחסר הוא ACTH (הורמון אדרנוקורטיקוטרופי), המווסת את הלחץ והתגובה החיסונית של הגוף. אין תרופה. הדרך היחידה לנטרל את ההפרעה היא תחליף הורמונלי, שיכול להיות קשה לניהול נכון.

הרמות של ACTH משתנות בהתאם לקצב הצירקדי של האדם. החלפה לא מספקת עלולה לגרום בסופו של דבר למשבר קטלני. יותר מדי מעורר את תסמונת קושינג, שמגיעה עם מספר עצום של בעיות בריאותיות.

אז למה לא לעשות תחליף מוח להעתיק והדבק?

חוק איזון

הצוות אינו זר לאורגנואידים. חזרה ל- 2011, הם גידלו רקמה תלת מימדית מתאי גזע עובריים של עכברים שהתארגנו בעצמם לתאים בוגרים המחקים חלקים מבלוטת יותרת המוח. מחקרים שלאחר מכן באמצעות תאים אנושיים הניבו גם גושים תאיים שחיקו את יותרת המוח.

המטרה כאן, הסבירו המחברים, הייתה לחייג את המתכון למיני-היפופיזה מהונדסים במעבדה המוכנים להשתלה.

כצעד ראשון, הצוות חיבר שלושה מסלולי איתות מולקולריים שונים שעזרו לעקוב מקרוב אחר האופן שבו יותרת המוח מתפתחת באופן טבעי. חשבו על זה כעל שילוב של תבלינים למנה כדי לקבל את התערובת המושלמת. לאחר מכן הם גידלו תאי גזע אנושיים או תאי גזע פלוריפוטנטיים (iPSCs) - שתוכנתו מחדש כימית מתאי עור כדי להידמות לתאי גזע - במשך למעלה מ-100 ימים.

ה"מתכון" היה המפתח. מחקרים קודמים הוסיפו מרכיבים עשויים ממוצרים מן החי, שכונו "מזינים", אשר הפריעו לצמיחת כתמי המוח הללו. המתכון החדש, בתורו, נטול הזנה, אך הניע את תאי הגזע להתפתח לרקמות יותרת המוח מתפקדות. החוכמה הייתה לחטוף את תהליך ההתפתחות הרגיל של אזור המוח, ולהוסיף שני נוירוכימיקלים כדי לדחוף את הצמיחה שלהם.

29 ימים לאחר מכן, הכתמים הפרישו בקלות ACTH כשהם צפו בתוך צלחת. רמות ההורמונים עלו בהתמדה ככל שחלף הזמן, והגיבו לתרופות שבדרך כלל מפעילות את יותרת המוח ואת תגובת הלחץ ההורמונלית שלה.

בדיקה מהירה של ההרכב הגנטי של המיני-מוח הראה שיש להם טריקים הורמונליים אחרים בשרוולים. בדומה להיפופיזה האמיתית, האורגנואידים הכילו תאים שבתיאוריה יכולים לייצר סוגים רבים של הורמונים.

כמבחן אולטימטיבי, הצוות השתיל את המיני-מוחות בעכברים עם יותרת המוח פגומה. לאחר ניתוח מוח, הם הכניסו אורגנואיד בן 107 ימים ממש ליד הכליות. הרעיון נשמע מוזר. אבל כאן זה הגיוני: מכיוון שהורמונים פועלים על הגוף דרך זרם הדם, האורגנואיד של יותרת המוח יכול בתיאוריה לעבוד גם אם הוא ממוקם רחוק מהמוח.

השתלת המוח המיני פרחה ליד הכליה. היא פיתחה מספר סוגים של תאים מפרישי הורמונים עם מינון של תאי גזע, כלומר ההשתלה עשויה להתחדש בעצמה. בהשוואה לקבוצת ביקורת של עכברים עם נזק להיפופיזה, אלו שהושתלו הראו רמות גבוהות יותר של ACTH בארבעה שבועות בלבד - שיפור שנמשך לפחות 24 שבועות.

כאשר מאותגר עם מספר עצום של גורמי לחץ, כגון מתח רגשי או מתח חיסוני הנגרם על ידי זיהומים - כאן, באמצעות חיקוי כימי - האורגנואיד המושתל הגביר את ייצור ההורמונים שלו כדי להילחם בתקיפות.

המיני-מוחים אינם מושלמים. בשישה חודשים, חלקם כבר הראו ריקבון במרכזם. אבל הם התמקדו באור הזרקורים בתאים שאינם עצביים, והם צעד מבטיח לקראת אורגנואידים במוח שמפרישים הורמונים. כשהם מפותחים יותר, הם מהווים תרופה רגנרטיבית פוטנציאלית לאנשים חסרי תפקוד יותרת המוח - ואולי להפרעות הורמונליות אחרות המבוססות על המוח.

בשלב הבא, הצוות מתכנן להמשיך ולחקור את תאי הגזע בתוך האורגנואידים ולראות אם הם יכולים לשמור על הצמיחה של המוח המיני.

"עבור מחקרים לא קליניים או קליניים, נמשיך לפתח שיטות ייצור לשורות תאים בדרגה קלינית, להעריך את היעילות של שורות אלה בבעלי חיים כגון קופים, ולאשר את הפונקציונליות של מוצרים לאחר ההשתלה", אמר סוגה.

תמונת אשראי: Arima et. אל./דוחות תאי גזע

• הפצת תוכן ויחסי ציבור מופעל על ידי SEO. קבל הגברה היום.
• EVM Finance. ממשק מאוחד למימון מבוזר. גישה כאן.
• Quantum Media Group. IR/PR מוגבר. גישה כאן.
• PlatoAiStream. Web3 Data Intelligence. הידע מוגבר. גישה כאן.
• מקור: https://singularityhub.com/2023/06/14/mini-human-brains-implanted-in-mice-pumped-out-anti-stress-hormones/