دانشمندان مؤفق به رشد دادن عروق خونی در مینیمغزهایی شدهاند که حاصل سلولهای بنیادی انسانی بودهاند؛ طوری که منشأ مینیمغزها و عروق خونی، هردو از سلولهای یک بیمار باشد. این ارگانهای کوچک یا ارگانوئیدها به صورت پوشیده با سلولهای اندوتلیال در آزمایشگاه رشد کرده و سپس به مدت دو هفته به موش پیوند زده شدند. حین زمان حضور ارگانوئیدها در آزمایشگاه و همچنین بدن موجود زنده، سلولهای اندوتلیال به صورت عروق خونی و حتی مویرگها تمایز یافته و پیچکوار به درون ارگانوئید نفوذ کردند.
مینیمغزهای آزمایشگاهی علیرغم آنچه از نامشان برمیآید، نسخهی مینیاتوری مغز در حال فعالیت نیستند؛ بلکه مدل میکروسکوپی و در عین حال عملکردی مغز میباشند. مدلهایی با ساختار سهبعدی، به طول چندین میلیمتر و شامل انواعی از سلولهای مغز که میتوانند پیامهای شیمیایی منتقل کنند.
مقالهی مرتبط: ۳ تکنولوژی مغزی که منتظر پیشرفتشان در سال ۲۰۱۸ هستیم!
طبق نوشتههای محققان، مینیمغزها به طور معمول پس از چند ماه به حداکثر اندازهی خود میرسند. با این که ارگانوئیدها میتوانند بیش از یک سال در آزمایشگاه زنده بمانند، سلولهای مرکز حباب مغزی اغلب در اثر عدم دریافت کافی اکسیژن و مواد مغذی میمیرند؛ نقطهای که کارآیی عروق خونی در آن مشخص میشود. این عروق نه تنها با رساندن اکسیژن و مواد مغذی به ارگانوئید از مرگ آن جلوگیری میکنند؛ بلکه تداوم رشد آن را نیز تأمین میکنند. بر همین اساس، دانشمندان تصمیم به مطالعه در این خصوص گرفتند که آیا سلولهای عروقی میتوانند تا عمق کافی به مینیمغزها نفوذ کرده و داخلیترین لایههای آنها را تغذیه کنند؟ و در صورتی که پاسخ مثبت باشد، این امر رشد ارگانوئید را مختل خواهد کرد یا خیر.
آنها مینیمغزهای در حال رشد را در ۲۵۰ هزار سلول اندوتلیال غوطهور ساخته، سپس جهت رشد به مدت سه تا پنج هفته در آزمایشگاه قرار دادند. در وهلهی بعدی، ارگانوئیدها برای دو هفته به موش پیوند زده شدند. تا زمان پیوند زدن، عروق خونی انسانی در حول مینیمغزها رشد یافته و مویرگها به لایههای بیرونی نفوذ کرده بود. پس از پیوند، مویرگها به عمق بیشتری نفوذ کرده و به ساختارهای مرکز ارگانوئید نیز دسترسی پیدا کردند.
با این که مینیمغزها کوچکتر از ساس تختخوابند، کشف مهمی برای دانشمندان محسوب میشوند. چرا که با وجود کوچکی، فرصت مشاهدهی نحوهی تعامل انواع سلولهای مغزی با یکدیگر را برای محققان فراهم میکنند. بدین ترتیب میتوان از آنها در مطالعهی انواع اختلالات مغزی بهره گرفت.
این پژوهش، اولین مطالعه در زمینهی رشد عروق خونی و مویرگها بر روی مینیمغزهاست. اگرچه دانشمندان از انسانی یا حیوانی بودن خون موجود در این عروق مطمئن نیستند. به گرازش محققان، تحقیقات بعدی جهت تعیین میزان کارآیی عروق در تغذیه و حفظ ارگانوئید موردنیاز است. این یافتهها ۲۱ مارس سال جاری به صورت آنلاین در ژورنال NeuroReport منتشر گردید.