Các organoid não người khi được cấy ghép vào chuột trưởng thành có phản ứng với các kích thích thị giác

Nội Dung Bài Viết

Trong nghiên cứu được công bố trên tạp chí Cell Stem Cell vào ngày 02/02, Các nhà nghiên cứu chỉ ra rằng các organoids não – khối tập hợp các tế bào thần kinh được phát triển trong phòng thí nghiệm, có thể tích hợp với não chuột và đáp ứng kích thích thị giác như đèn nhấp nháy.

Science Daily, 02/02/2023

Nhiều thập kỷ nghiên cứu đã chỉ ra rằng chúng ta có thể cấy ghép tế bào thần kinh người và động vật gặm nhấm vào não động vật gặm nhấm và gần đây hơn, các nghiên cứu đã chứng minh rằng các organoid não người có thể tích hợp với não động vật gặm nhấm đang phát triển. Tuy nhiên, liệu cấu trúc organoids này có thể tích hợp chức năng với hệ thống thị giác của não chuột trưởng thành bị tổn thương thì vẫn chưa được khám phá.

Tác giả chính H. Isaac Chen, bác sĩ, trợ lý giáo sư khoa Giải phẫu thần kinh tại Đại học Pennsylvania phát biểu “Chúng tôi tập trung vào không chỉ việc cấy ghép các tế bào gốc đơn mà vào việc cấy ghép mô. Các organoid não được thiết kế, chúng có cấu trúc tương tự như não. Chúng tôi có thể theo dõi các tế bào thần kinh đơn trong cấu trúc này để tập hợp những hiểu biết sâu hơn việc tích hợp của việc cấy ghép các thể organoid.”

Các nhà nghiên cứu đã nuôi cấy các tế bào thần kinh có nguồn gốc từ tế bào gốc người trong phòng thí nghiệm trong 80 ngày trước khi tiến hành cấy ghép chúng vào não chuột trưởng thành đã bị làm tổn thương vỏ não thị giác trước đó. Trong vòng 3 tháng, các organoid được ghép đã tích hợp với não động vật chủ của chúng: bắt đầu hình thành mạch máu, phát triển cả về mặt kích thước và số lượng, gửi đi các hình chiếu thần kinh và hình thành các synapse trong tế bào thần kinh của động vật chủ.

Nhóm nghiên cứu đã sử dụng các virus được đánh dấu huỳnh quang nhảy dọc các synapse, từ tế bào thần kinh này qua tế bào thần kinh khác, để phát hiện và theo dõi các kết nối vật lý giữa organoid và các tế bào não của chuột chủ. Chen phát biểu “Bằng đưa vào một trong những virus mang huỳnh quang này vào mắt các động vật thí nghiệm, chúng tôi có thể theo dõi các kết nối thần kinh sau đó từ võng mạc. Những virus mang huỳnh quang này đã đến được organoid.”

Sau đó, các nhà nghiên cứu sử dụng các đầu dò điện cực để đo hoạt động của các tế bào thần kinh trong organoid khi các động vật thí nghiệm này được tiếp xúc với ánh sang nhấp nháy và các thanh màu đen trắng xen kẽ. “Chúng tôi đã thấy rằng số lượng nhiều các tế bào thần kinh trong organoid đáp ứng với các hướng ánh sáng cụ thể, điều đó cũng đưa ra bằng chứng rằng các tế bào thần kinh organoid này có khả năng không chủ tích hợp với hệ thống thị giác mà chúng còn có khả năng chấp nhận các chức năng chuyên biệt của vỏ não thị giác.”

Nhóm nghiên cứu đã rất ngạc nhiên bởi mức độ các organoid đã có thể tích hợp chỉ với  ba tháng thử nghiệm. Chen phát biểu “Chúng tôi đã không thể tin được khi thấy mức độ tích hợp chức năng sớm như thế. Bởi vì các nghiên cứu khác cho thấy việc cấy ghép các tế bào đơn thậm chí sau hơn 9 đến 10 tháng sau khi cấy ghép tế bào thần kinh của người vào động vật gặm nhấm, mà chúng vẫn chưa phát triển hoàn toàn.”

Chen phát biểu “Các mô thần kinh mang tiềm năng trong việc tái tạo những vùng não bị tổn thương. Chúng tôi không giải quyết mọi thứ nhưng đây là bước đi vững chắc đầu tiên. Hiện tại chúng tôi muốn hiểu hơn làm các nào các organoid có thể được sử dụng cho các vùng khác của vỏ não, không phải chỉ vùng vỏ não thị giác và chúng tôi muốn hiểu hơn cơ chế cách các tế bào thần kinh organoid tích hợp với não để cho chúng tôi có thể kiểm soát tốt hơn quá trình và làm cách nào thúc đẩy nó diễn ra nhanh hơn.”

Tài liệu tham khảo:

Dennis Jgamadze, James T. Lim, Zhijian Zhang, Paul M. Harary, James Germi, Kobina Mensah-Brown,Christopher D. Adam, Ehsan Mirzakhalili, Shikha Singh, Jiahe Ben Gu, Rachel Blue, Mehek Dedhia, Marissa Fu,Fadi Jacob, Xuyu Qian, Kimberly Gagnon, Matthew Sergison, Oceane Fruchet, Imon Rahaman, Huadong Wang,Fuqiang Xu, Rui Xiao, Diego Contreras, John A. Wolf, Hongjun Song, Guo-li Ming, Han-Chiao Isaac Chen. Structural and functional integration of human forebrain organoids with the injured adult rat visual system. Cell Stem Cell, 2023; 30 (2): 137 DOI: 10.1016/j.stem.2023.01.004

 

Nguồn: Cell Press

Link: https://www.sciencedaily.com/releases/2023/02/230202112654.htm#

Leave a Comment

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *

Bài Viết Liên Quan