De hersenen van het embryo worden gekweekt in een laboratoriumomgeving

In Ohio heeft een team van onderzoekers in een reageerbuis een replica van een brein gekweekt dat overeenkomt met dat van een vijf weken oud embryo.

Om hun idee tot leven te brengen, maakten de wetenschappers gebruik van de tot nu toe nauwkeurigste kaart van de hersenen. Daarnaast hadden ze een groot aantal volwassen donorhuidcellen nodig.

De experts noemden de hersenkopie een hersenorganoïde en het kostte vier jaar en veel onderzoek om deze te creëren. Het onderzoeksteam stond onder leiding van René Ananda. Het doel van het werk was niet alleen om de wetenschappelijke gemeenschap een kopie van het in een laboratorium gekweekte menselijke brein te presenteren, maar ook om de etnische problemen op te lossen die ontstaan bij het gebruik van een echt menselijk brein voor onderzoeksdoeleinden.

Aan het begin van hun werk selecteerde Ananda's team volwassen donorhuidcellen, die ze met behulp van verschillende stimulatiemethoden probeerden terug te brengen naar het pluripotentiestadium. Zo verkregen de wetenschappers stamcellen die zich in 12 weken ontwikkelden tot een volledig functioneel orgaan.

In drie maanden tijd zijn wetenschappers erin geslaagd om in het laboratorium een kopie van de hersenen te kweken ter grootte van een potloodgum. Ondanks het kleine formaat bevatte het 99% van de genen die aanwezig zijn in een 5 weken oud embryo.

Volgens Rene Ananda duurt het 16 tot 20 weken voordat de genenset 100% is, en het hersenorgaan zich heeft ontwikkeld.

Het is opmerkelijk dat deze organoïde het dichtst bij een echt orgaan staat, vergeleken met eerdere analogen die in laboratoriumomstandigheden zijn gecreëerd. De hersenorganoïde bevat alle belangrijke gebieden: het ruggenmerg, verschillende soorten cellen, het netvlies en het signaalcircuit. In dit stadium heeft het kunstmatige brein geen vaatstelsel, wat de groeimogelijkheden beperkt, maar dankzij microglia, oligodendrocyten, axonen, dendrieten en astrocyten geeft de organoïde chemische signalen vrijwel op dezelfde manier door als een echt orgaan.

De groep onderzoekers merkte op dat het kunstmatige model zou kunnen helpen bij het uitvoeren van complexe klinische onderzoeken naar verschillende medicijnen. Bovendien suggereerden ze dat een kunstmatig brein dat zo dicht mogelijk bij het echte brein staat, zou helpen om de oorzaken van aandoeningen in het centrale zenuwstelsel gedetailleerder te bestuderen en ook nuttig zou zijn bij genetische experimenten.

Dergelijke uitspraken van René Ananda hebben gemengde reacties opgeroepen binnen de wetenschappelijke gemeenschap. Ten eerste merkten verschillende experts op dat de resultaten van het onderzoek niet in een wetenschappelijk tijdschrift zijn gepubliceerd.

Professor Knoblich van de Oostenrijkse Universiteit voor Moleculaire Biotechnologie kweekte twee jaar geleden een vergelijkbare hersenstructuur, maar de middenhersenen ontbraken. Zoals Knoblich opmerkte, presenteerde Ananda's groep de functionaliteit van hun organoïde niet.

Een andere hersenwetenschapper zegt dat de enige manier om de beweringen van Ananda's groep te toetsen, is door een aantal cellen en onderdelen van de organoïde genetisch te testen. Er is momenteel geen bewijs dat dergelijke tests zijn uitgevoerd, en wetenschappers betwijfelen of de organoïde daadwerkelijk 99 procent van de genen bevat.

Bovendien twijfelen wetenschappers aan de bestaande neurale verbindingen die de onderzoekers hebben genoemd. Daarom moet René Anand nu een wetenschappelijk artikel voorbereiden en de voortgang van zijn experimentele werk laten zien.