Organoizii oferă indicii despre modul în care este creat creierul la oameni și la cimpanzei

Bloburile asemănătoare creierului făcute din celule de cimpanzeu se maturizează mai repede decât cele crescute din celule umane.

Această constatare, descrisă în 16 octombrie în Natură împreună cu alte indicii despre dezvoltarea creierului uman, este una dintre cele mai recente descoperiri din studiile asupra organoizilor cerebrali – aglomerări tridimensionale de celule care pot imita aspecte ale creșterii timpurii a creierului (SN: 20/2/18).

Noul studiu „trage paralele interesante, dar evidențiază și diferențe importante” în modul în care se dezvoltă creierul oamenilor și al cimpanzeilor, spune Paola Arlotta, neurobiolog la Universitatea Harvard, care nu a fost implicat în studiu. Deși „sunt încă devreme în lumea organoidelor”, rezultatele reprezintă un pas important către înțelegerea particularităților creierului uman, spune ea.

Pentru a face organoizi cerebrali din cimpanzei, cercetătorii folosesc celule din sângele rămase de la extragerile de sânge de rutină ale medicilor veterinari. În flacoane se aflau celule albe din sânge care puteau fi reprogramate în celule stem, care ele însele au fost apoi transformate în globuri de celule cerebrale. „De aici, obținem ceva care seamănă foarte mult cu creierul timpuriu”, spune Gray Camp, un biolog de celule stem la Institutul de Oftalmologie Moleculară și Clinică din Basel din Elveția.

Nu au existat diferențe evidente de aspect între organoizii de cimpanzeu și organoizii umani, spune Camp. Dar o privire atentă asupra modului în care s-au comportat genele în cei doi organoizi – și a modului în care acest comportament s-a schimbat de-a lungul timpului – a evidențiat o mare diferență în ritm. Organizii cimpanzei păreau să crească mai repede decât omologii lor umani.

În același moment, celulele nervoase ale cimpanzeului, sau neuronii, erau mai mature decât neuronii umani, având un profil de comportament genetic despre care se știe că vine odată cu vârsta celulară, au descoperit cercetătorii. Acel întârziere a fost „stripant”, spune Camp. În comparație cu alte specii, creierul uman este cunoscut pentru că durează mult timp pentru a crește, maturându-se prin viața timpurie cu mult peste adolescență – un ritm lent captat de organoizi.

Alinierea acelor linii temporale diferite de creștere a permis cercetătorilor să găsească gene care s-au comportat diferit la cele două specii, dincolo de simplele diferențe de timp. Alte analize au evidențiat diferențe în modul în care au fost utilizate întinderi de ADN. Unele întinderi lipsesc la oameni, dar sunt prezente la cimpanzei și alte primate. Și la cimpanzei, acele zone păreau pregătite pentru acțiune, poate gata să influențeze comportamentul anumitor gene, spune Camp.

Deși organoizii umani și cimpanzeii oferă indicii despre dezvoltarea timpurie a creierului la primate, bloburile creierului sunt încă aproximări ale faptului real. Organoizii creierului uman, de exemplu, nu au reușit încă să surprindă o trăsătură cheie a creierului uman – neocortexul său mare, stratul exterior al creierului implicat în gândirea complexă, spune Camp. Nici acești organoizi nu recreează conexiuni sofisticate între regiunile creierului. Totuși, progresele vin rapid (SN: 29/08/19). Studiile organoidelor sunt promițătoare, în special pentru capacitatea lor de a dezvălui procese de dezvoltare care altfel ar fi ascunse, cum ar fi primele zile ale creierului, pe măsură ce se dezvoltă în uter, spune Arlotta.