Stanford Üniversitesi araştırmacıları, insan deri hücrelerinden elde ettikleri kortikal organoidleri, doğuştan beyin korteksinden yoksun bırakılan farelere nakletti. Nörobilimci Sergiu Pașca liderliğindeki ekip, üç ay içinde insan dokusunun fare beyninin yarısını kaplayacak şekilde büyüdüğünü ve fare sinir sistemiyle işlevsel bağlantılar kurduğunu Nature dergisinde duyurdu.

Yavaş Gelişen İnsan Nöronları İçin Yeni Bir Yöntem

Araştırmacılar için asıl zorluk, insan nöronlarının fare nöronlarına kıyasla yaklaşık 20 kat daha yavaş gelişmesiydi. Bu hız farkı, insan hücrelerinin fare beynindeki bağlantı alanları için rekabet etmesini neredeyse imkânsız kılıyordu. Pașca’nın ekibi bu engeli, normalde fare korteksini oluşturacak hücreleri genetik mühendislikle ortadan kaldırarak aştı. Böylece doğumdan kısa süre sonra nakledilen insan kortikal organoidleri, hem yer hem de zaman kazanarak serbestçe büyüyebildi. Üç ay içinde insan dokusu kortikal hacmin yüzde doksanından fazlasını kapladı ve fare sinir sistemi boyunca işlevsel bağlantılar kurarak uzantılarını omuriliğe kadar uzattı. Araştırmacılar, ortaya çıkan hibrit hayvanlara “ksenokortiksel fareler” adını verdi.

Beyin Hastalıklarını Anlamada Yeni Bir Pencere

Davranışsal testlerde, insan organoidi nakledilen fareler, nakil yapılmayan korteks-yoksun farelere kıyasla çalışma belleği labirent görevinde çok daha iyi performans göstererek normal farelerin seviyesine yaklaştı. Ekip ayrıca hayvanları, farelerin genellikle rahatlıkla tolere ettiği ancak insanlarda serebral palsiye yol açabilen düşük oksijen koşullarına maruz bıraktı; ksenokortiksel fareler bu durumda sinirsel hasar ve yürüyüş bozuklukları göstererek insana özgü bir kırılganlığı taklit etti. Nakledilen dokularda, sosyal bilişle ve frontotemporal demansla ilişkilendirilen nadir von Economo nöronları da tespit edildi — bu hücre türü daha önce hiçbir laboratuvar modelinde üretilememişti. Pașca, psikiyatrik hastalıklarda klinik başarı oranlarının düşük kalmasının, hayvan modellerinin insan biyolojisini yeterince yansıtamamasından kaynaklandığını vurguladı.

Etik Sınırlar ve Bilim İnsanlarının Yanıtı

Araştırmacılar, bu farelerin insan beynine sahip olmadığının altını çiziyor; hayvanlar kendi duyu organlarını ve alt kortikal yapılarını korurken nakledilen doku olgun bir insan korteksinin katmanlı mimarisinden yoksun. Ekip, bilinçle ilişkilendirilen gelişim aşamasına ulaşmadan deneyleri kasıtlı olarak sonlandırdı. Yine de dışarıdan uzmanlar yeni etik sorular olduğunu belirtiyor. Duke Üniversitesi’nden biyoetikçi Nita Farahany, çalışmanın “henüz açık normların bulunmadığı gri alanlara” taşındığını söylerken, Allen Enstitüsü’nden Hongkui Zeng benzer yöntemlerin daha büyük ve uzun ömürlü hayvanlarda uygulanmasının çok daha ciddi kaygılar doğurabileceği uyarısında bulundu. Pașca ise nörolojik ve psikiyatrik bozuklukların her beş kişiden birini etkilediğini hatırlatarak, bu araştırmanın bedelinin hareketsiz kalmanın bedelinden daha düşük olduğunu savunuyor.