Stanford Üniversitesi araştırmacıları, insan beyin organoidlerini yeni doğan farelerin beyinlerine naklederek canlı bir organizmada insan nöronlarının gelişimini ve etkileşimlerini inceleyen bir model geliştirdi. Bu yöntemde, fare beyninde insan dokusu için geniş bir alan oluşturmak amacıyla belirli fare nöronlarının gelişimi genetik olarak sınırlandırıldı; böylece nakledilen doku için uygun bir boşluk sağlandı.
Araştırmacılar sağlıklı gönüllülerden alınan deri hücrelerini kök hücrelere dönüştürüp insan korteksini andıran organoidler oluşturdu. Yaklaşık iki aylık in vitro gelişimin ardından, her biri ~100.000 hücre içeren organoidler, yalnızca iki günlük farelerin beynindeki hazırlanmış boşluklara aktarıldı. Zamanla bu insan hücreleri hayatta kaldı, büyüdü ve farklı beyin hücresi tiplerine dönüştü.
Nakilden yaklaşık üç ay sonra yapılan analizlerde, farelerin kortikal bölgesindeki dokunun hacminin yüzde 90’dan fazlasının insan kaynaklı olduğu saptandı. Ayrıca insan nöronlarının fare sinir sistemiyle bağlantı kurduğu ve bazı sinir liflerinin omuriliğe kadar uzandığı gözlendi. Elektriksel ölçümler, nakledilen dokunun organize sinir devreleri oluşturduğunu gösterdi; laboratuvar ortamında henüz görünmeyen bazı insan nöron tipleri bu modelde ortaya çıktı.
Bu yaklaşımın nihai hedefi, insan nöronlarının gerçek bir sinir sistemi içinde nasıl geliştiğini ve hastalıklara bağlı genetik değişikliklerin devre düzeyinde ne tür etkiler yarattığını izleyebilecek bir deneysel platform oluşturmaktır. Stanford Psikiyatri ve Davranış Bilimleri’nden Prof. Sergiu Pașca’ya göre, bu model nörogelişimsel ve nöropsikiyatrik bozuklukların yanı sıra beyin hasarlarının etkilerini canlı bir çevrede incelemek ve potansiyel tedavileri değerlendirmek için kullanılabilir.
İnsan beyin dokusunun hayvan beynine nakledilmesi, önemli etik soruları beraberinde getirdi. İnsan nöronlarının fare beyninde geniş ölçekte gelişmesi, hayvan davranışlarının ya da algısının etkilenip etkilenemeyeceği konusu üzerinde tartışma başlattı. Araştırmacılar nakil sonrası fareleri detaylı biçimde izledi; üç-altı aylık takiplerde genel hareket yeteneklerinin akranlarıyla büyük oranda benzer olduğu, ancak uzuv koordinasyonu ve bazı spontan davranışlarda farklılıklar gözlendiği raporlandı.
Yine de uzmanlar, fare beyninde gelişen insan dokusunun insan beyninin tüm karmaşıklığını taklit etmediğini vurguluyor. Bu nedenle model, “mini insan beyni” olarak değil; belirli insan sinir devrelerini canlı bir organizma içinde incelemeye yarayan deneysel bir araç olarak değerlendirilmelidir.
