Gömb alakú emberi agyakat termesztenek a Nemzetközi Űrállomáson

Az alábbi, még a Földön végzett kísérletek során készült képen, laborban növesztett, emberi agysejtekből termesztett szervezet látható. A zölden izzó sejtek olyan neuronok, amelyeket génterápiának vetettek ki, hogy segítse az idegsejteket a kimenő vezetékeik, az úgynevezett axonok újranövesztésében.

Várhatóan ma küldenek a Nemzetközi Űrállomásra (ISS) emberi őssejteket, amelyeket az emberi agy apró, leegyszerűsített, gömb alakú változataivá fognak termeszteni.

Az Egyesült Államok kormánya által finanszírozott laboratórium, az ISS National Lab közleménye szerint az űrbe küldendő sejteket felnőtt emberi bőrsejtekből származtatták. Az így létrejövő őssejteket „indukált pluripotens őssejteknek” nevezik, amelyek különböző kémiai körülmények hatására a szervezetben bármilyen típusú sejtté alakulhatnak.

Az ISS fedélzetén a sejtekből neuronokat képeznek, azaz olyan sejteket, amelyek elektromos és kémiai jeleket küldenek az agyban, valamint mikrogliákat és asztrocitákat, két további sejttípust, amelyek szintén az agyban találhatók. Utóbbiak biztosítják az agy fertőzésekkel szembeni védelmét és strukturális támogatást nyújtanak számára.

Ez a három sejttípus együtt egyfajta kis gömbökké, szferoidokká „mosódik össze”. Felhasználhatók humán agyi betegségek modellezésére és az új gyógyszerek tesztelésére.

Az emberi miniagyak nemcsak a neurológiai rendellenességek kezelésének fejlesztését, hanem a gyógyszerek jóváhagyási folyamatát is segíthetik.

„Az Egyesült Államok Élelmiszer- és Gyógyszerügyi Hatósága (FDA) úgy döntött, hogy az emberi adatok jobbak, mint az állati adatok, ezért a jövőben egyre több, nem állati eredetű betegség modellezésen alapuló jóváhagyását láthatjuk majd” – mondta Shane Hegarty, az Axonis Therapeutics, a szferoidok mögött álló biotechnológiai vállalat tudományos igazgatója.

„Ez a kísérlet segíthet ebben, mivel mesterséges emberi szövetet használ rágcsálók helyett” – mondta Hegarty.

Mivel a földi gravitáción a szferoidok számára kihívást jelenthet a kívánt, 3D-s formában való növekedés, ezért a NASA csapata felméri, hogy a miniagyak mennyire növekednek az ISS mikrogravitációján. A szferoidok termesztése mellett a csapat génterápiát is tesztel majd a 3D modelleken.

Azt is tesztelik, hogy a terápiás szerek képesek-e elérni a neuronokat. A mini-agy szferoidok segítségével tesztelhetők a neuron-specifikus génterápiák, amelyek ígéretes megoldások az Alzheimer-kór és a Parkinson-kór kezelésére, és várhatóan rendkívül biztató platformot jelentenek a gyógyszerkutatásban és a génterápiában.

Világszerte minden hatodik személyt – körülbelül egymilliárd embert – érintenek neurológiai rendellenességek, az Alzheimer-kórtól és a Parkinson-kórtól kezdve az epilepsziáig és a migrénig. Az Axonis biotechnológiai startup kutatói azon dolgoznak, hogy a Nemzetközi Űrállomás (ISS) Nemzeti Laboratóriumának felhasználásával tökéletesítsék az ilyen betegségekben szenvedők kezelését. A kutatócsoport azt vizsgálja, hogy a mikrogravitáció hogyan befolyásolja az emberi agy bizonyos aspektusait utánzó háromdimenziós szferoidokat alkotó emberi agysejtek érését. Az eredmények új terápiák kifejlesztéséhez vezethetnek a betegek neurológiai rendellenességeinek kezelésére.

Nehezen megválaszolható etikai kérdések

Még egy 2019-es kutatásban a tudósok „mini-agyakat”, egyenként borsónyi agysejtekből álló csoportokat növesztettek. Hamarosan azonban arról számoltak be, hogy az emberéhez hasonló agyhullámokat érzékeltek a mini agyakban.

A Cell Stem Cell című folyóiratban megjelent cikkükben azt írják, hogy a fejlődő emberéhez hasonlító agyhullámmintákat figyeltek meg. Modelljük a koraszülött emberi csecsemők EEG-jéhez hasonló mintákat mutatott.

Nagy kérdés, amelyet ez a kísérlet és más hasonlók felvetnek, hogy a miniagyak tudatosaknak tekinthetők-e? Egyes kutatók szerint igen.

Éreznek-e fájdalmat?

Anders Sandberg, az Oxfordi Egyetem Future of Humanity Intézetének kutatója szerint a tudósok még nem képesek teljes méretű agyat generálni, mivel hiányoznak az erek, a tartószerkezet és más olyan elemek, amelyek egy teljesen működőképes agy felépítéséhez szükségesek. De itt jól jöhetnek a laboratóriumi állatok.

Aggodalomra ad okot, hogy emberi idegsejteket például egérbe, meg patkányba ültetnek át, mert így mondhatni emberhez hasonló tulajdonságokkal ruházzák fel ezeket az állatokat. Felvetődik a kérdés, hogy egy ilyen, bizonyos hányadban emberi lény nem érdemelne meg erkölcsi megfontolásokat?

– Az organoidok szenvedhetnek? – kérdezi Sandberg. „Nehéz kérdés. Úgy tűnik, hogy egy véletlenszerű, érzéketlen neurongömbnek nincs belső világa. Mégis fájdalmat okozhat neki egy idegkárosodás, amely rossz keresztkapcsolatokat okoz”. (…) „Tehát úgy gondolom, valójában rossz dolgokat tapasztalhat meg.”

Azt mondja, ezeknek a kiméra állatoknak létezhetnek „furcsa állapotaik”, amelyekben „nehéz észrevenni a fájdalmat”. Szerinte óvatosságra van szükség.

Sandberg felhozott egy idézetet Jeremy Bentham angol filozófustól: