تولید ارگانوئیدهای مغز؛ از پیوند تا کشت

 ارگانوئیدها در حال رشد 

در مغز افراد بالغ، این امواج درنتیجه‌‌ی برانگیخته‌‌شدن هماهنگ یک شبکه از نورون‌‌ها ایجاد می‌‌شوند. الگوهای خاص از امواج مغزی حاصل اشکال به‌‌خصوصی از فعالیت‌‌های مغزی نظیر بازیابی خاطرات و دیدن رویا هستند. پژوهشگران دریافتند، همان‌‌‌‌طور که ارگانوئیدها رشد می‌‌کنند، امواج ناشی از آن‌‌ها نیز با روندی مشابه با تغییرات دیده‌‌شده حین رشد مغز نوزادان نابالغ، شروع به تغییر می‌‌کنند. جورجیا کوادراتو، عصب‌‌شناس دانشگاه کالیفرنیای جنوبی و از دست‌‌اندرکاران مطالعه‌‌ی فعلی می‌‌گوید: واقعا شگفت‌‌انگیز است. هیچ‌‌کس نمی‌‌توانست وقوع چنین اتفاقی را حدس بزند.  نباید از این موضوع برداشت اشتباهی کرد. آنچه که او به‌‌همراه دکتر موتری و سایر متخصصان ارگانوئیدهای مغزی ساخته‌‌اند، تنها توده‌‌ای از سلول‌‌های مغزی هستند که خود را تکثیر می‌‌کنند و نه یک مغز واقعی را  مردم اغلب می‌‌گویند این‌‌ها شبیه به مغز نوزادان نارس هستند. اما این‌‌گونه نیست.

امواج مغزی ارگانوئیدها

به‌‌خاطر محدودیت‌‌های موجود، دانشمندان این حوزه عموما خود را با شواهد غیرمستقیم به‌‌دست‌‌آمده از مطالعه‌‌ی مغز جانورانی مانند موش‌‌ها و میمون‌‌ها قانع کرده‌‌اند. اما مغز گونه‌‌ی انسان امروزی به‌‌حدی متمایز است که به‌‌سختی می‌‌توان شکاف فرگشتی میان آن و گونه‌‌های دیگر را پر کرد. درنتیجه، پژوهشگران تقریبا هیچ‌‌گونه شواهد تاریخی قابل‌‌استنادی برای برخی اختلالات مغزی نظیر اوتیسم و اسکیزوفرنی در اختیار ندارند.

پرورش ارگانوئیدهای مغزی

دانشمندان از ارگانوئیدها برای انجام چندین آزمایش روی بیماری‌‌های مختلف استفاده می‌‌کنند. برای مثال، آن‌‌ها این ارگانوئیدها را آلوده به ویروس زیکا می‌‌کنند تا دریابند که چگونه این ویروس باعث بروز آسیب‌‌های شدید مغزی در مغز کودکان می‌‌شود. سال گذشته، پژوهشگران دریافتند که نوعی دارو با نام سوفوسباویر (sofosbuvir) که قبلا برای درمان هپاتیت استفاده می‌‌شد، می‌‌تواند با ایجاد یک قشای محافظ روی مغز مانع از عفونت آن شود. دکتر دیوید باد، متخصص ویروس زیکا در دانشگاه لاوسان سوئیس، کشف اخیر در حوزه‌‌ی پروش ارگانوئیدها را بسیار نویدبخش می‌‌داند. او می‌‌گوید از آنجا که مطالعه‌‌ی نورون‌‌های انسان‌‌ها و موش‌‌ها بسیار مشکل است، ارگانوئیدها می‌توانند بهترین راه‌‌حل باشند.

نورون‌‌ها درون ارگانوئید تحریک می‌‌شوند؟

پژوهشگران سعی دارند برای افزایش اطلاعات خود درمورد ارگانوئیدها، نمونه‌‌های بزرگ‌‌تر، پیچیده‌‌تر و بادوام‌‌تر از آن‌‌ها را تولید کنند. نکته‌‌ی شگفت‌‌انگیز این‌ بود که آن‌ها دریافتند با کمک سلول‌‌های ایمنی می‌‌توان به این هدف دست یافت. برخی از سلول‌‌های ایمنی با نام میکروگلیا تنها موظف به مقابله با عوامل بیماری‌‌زا نیستند. این سلول‌‌ها در فرایند تکمیل مغز می‌‌توانند شاخه‌‌های نورونی را تثبیت کرده و به بلوغ آن‌‌ها کمک کنند. پژوهشگران در آزمایشگاه دکتر موتری، سلول‌‌های میکروگلیا را وادار به نفوذ به درون ارگانوئیدهای مغزی کرده‌‌اند. هم‌‌اکنون پژوهشگران در حال مطالعه‌‌ی سازوکار فعالیت‌‌های ارگانوئیدها حین رشدشان هستند. گابرلیا گلدبرگ، یکی از دانشجویان فارغ‌‌التحصیل همکار در پروژه نیز بر این باور است که استفاده از میکروگلیا می‌‌تواند مفید واقع شود.

مغز واقعی انسان برای رشد بهتر نیاز به ارتباط با دنیای بیرون دارد. سال ۲۰۱۷، دکتر کوادراتو و همکارانش یک ارگانوئید مغزی متشکل از سلول‌‌های شبکیه‌‌ی چشم را پرورش دادند و بدین ترتیب باعث شدند ارگانوئید نسبت‌‌به نور حساسیت داشته باشد.

 توسعه‌‌ ارگانوئیدهای مغزی

نمی توان باقطعیت درمورد تأثیر چنین آزمایش‌‌هایی روی توسعه‌‌ ارگانوئیدهای مغزی اظهارنظر کرد. ممکن است این تلاش‌‌ها با شکست مواجه شود یا اینکه نهایتا منجر به بروز شکلی از رفتارهای پیچیده‌‌ی تقلیدی از مغز شود که برایمان قابل‌‌تفسیر نباشد. او به دانشمندان همکار خود توصیه می‌‌کند که عمیقا روی آنچه که ممکن است سهوا خلق کنند، بیندیشند.

ممکن است ایده‌‌ ارسال ارگانوئیدها به فضا بتواند این مفهوم را عملیاتی کند. محفظه‌‌ای که ارگانوئیدها طی سفر به فضا درون آن قرار گرفته بودند، یک نمونه‌ی اولیه از تجهیزاتی است که روزی خواهد توانست ارگانوئیدها را بدون دخالت دستی انسان پرورش دهد. فضانوردان ایستگاه فضایی بین‌‌المللی تنها این جعبه‌‌ها را نصب کرده و به برق متصل کردند. سایر امور به‌‌صورت خودکار انجام می‌‌شود.