لأول مرة، تمكن الباحثون من ذلك نماذج ثلاثية الأبعاد للدماغ تم إنشاؤها والتي تحتوي على أنواع مختلفة من الخلايا من عدة أشخاص 1. يمكن أن تساعد هذه الكائنات العضوية "القرية في وعاء" في الكشف عن سبب اختلاف استجابة الدماغ للأدوية من شخص لآخر.

قامت فرق أخرى بإنشاء شرائح ثنائية الأبعاد من خلايا الدماغ من أكثر من متبرع بشري 2ولكن هذا العمل يقدم أنظمة ثلاثية الأبعاد قوية مناسبة للبحث.

يقول توماس نوفاكوفسكي، عالِم الأحياء بجامعة كاليفورنيا في سان فرانسيسكو، الذي لم يشارك في الدراسة: "إنها تقنية ونهج قويان حقًا". ويضيف أن العديد من المجموعات من المرجح أن تستخدم هذه الطريقة. "إنها تحفة فنية."

تجمع هذه المزارع الخيمرية، التي يطلق عليها المؤلفون اسم الخيميرويدات، خلايا من ما يصل إلى خمسة متبرعين. يمكن للإصدارات المستقبلية أن تحتوي على خلايا من مئات الأشخاص. تقول باولا أرلوتا، عالمة بيولوجيا الخلايا الجذعية بجامعة هارفارد في كامبريدج، ماساتشوستس، وكبيرة مؤلفي الدراسة التي نُشرت اليوم في مجلة "ماذا لو تمكنا يومًا ما من استخدام الخيمرويدات كأفاتار للتنبؤ بالاستجابات الفردية للعلاجات الجديدة قبل اختبارها في التجربة؟ أحب أن أتخيل ذلك المستقبل".طبيعةتم نشره.

يستغرق قرية

تحاكي الأنظمة النموذجية التي تسمى العضيات التركيب الخلوي للأعضاء مثل الأمعاء والرئتين. يقوم الباحثون بتصنيعها عن طريق غمر الخلايا الجذعية من متبرع بشري في مزيج محدد بدقة من المواد الكيميائية، مما يحفز الخلايا الجذعية على التطور إلى جميع أنواع الخلايا الموجودة عادة في عضو معين. كما تشجع ظروف الاستنبات الخلايا على التجمع معًا في شكل ثلاثي الأبعاد معقد.

تتميز عضيات الدماغ بشكل خاص بأنها بطيئة النمو ويصعب التعامل معها، ويبحث الباحثون عن طرق أفضل لتصنيعها. كان أحد الأساليب هو دمج الخلايا من متبرعين متعددين في عضوي واحد. قد يكون من الأسهل التعامل مع مجموعات الخلايا متعددة المتبرعين والتقاط مجموعة واسعة من الجينات البشرية في نموذج واحد. ومع ذلك، نظرًا لأن الخلايا الجذعية الأم تنمو بمعدلات مختلفة، فإن الخطوط سريعة النمو تتولى المسؤولية حتمًا.

من بين الكثير، واحد

وتتمثل الحيلة، كما ذكرت أرلوتا وزملاؤها، في إنشاء سلسلة من الكائنات العضوية أحادية المتبرع. ومع نضوجها، فإن الخلايا الموجودة في جميع الكائنات العضوية تفترض معدلات نمو مماثلة. ومن خلال تجانس هذه الهياكل وتجميع الخلايا معًا، من الممكن زراعة عضوي مركب. توسعت الخيميرات التي ابتكرها المؤلفون إلى حوالي 3-5 ملليمترات بعد ثلاثة أشهر، وتحتوي على نفس أنواع الخلايا الموجودة في الأنسجة القشرية الجنينية.

يقول روبرت فريس، المدير الإداري لشركة أبحاث العضيات HUB Organoids في أوترخت بهولندا: "هذا تقدم كبير حقًا". إن المجتمع الذي يدرس الجهاز العصبي المركزي «يحتاج حقًا إلى المزيد من الأنظمة العضوية».

يجب أن تسمح الخيميرويدات للباحثين بمعرفة ما إذا كانت الأدوية سيكون لها تأثيرات مختلفة على أشخاص مختلفين. كحالة اختبارية، قام الفريق بمعالجة العضيات متعددة المتبرعين بأدوية سامة للأعصاب. الإيثانول، الذي يسبب متلازمة الكحول الجنينية، يقلل من عدد الخلايا في خط خلية واحد من المتبرع. تنمو الخلايا المأخوذة من هذا المتبرع بشكل أسرع عند دمجها مع حمض الفالبرويك، وهو دواء مضاد للصرع يرتبط بزيادة خطر الإصابة بالمرض. اضطراب طيف التوحد يرتبط بالأطفالفي الرحماتصلت به.

آلام النمو

ومع ذلك، ستكون هناك حاجة إلى متابعة دقيقة للتأكد من أن التأثيرات التي لوحظت في النماذج الخيمرية تنشأ من وراثة خط خلوي معين، وليس من التفاعل بين الخلايا المتقاربة، كما يحذر فريس.

ويضيف نوفاكوفسكي، الذي يدرس النموذج في مختبره، أن إنتاج الخيميرويدات يحتاج أيضًا إلى عمالة كثيفة. لكن أنظمة زراعة الخلايا الآلية يجب أن تخفف من عبء العمل وتجعل هذه النماذج مناسبة لإجراء تجارب أكثر كفاءة على أمراض الدماغ.