Organoidi ljudskog mozga bilježe protok vremena

Međunarodni tim istraživača predvođen znanstvenicama Irene Faravelli i Noelijom Antón-Bolaños s Odjela za kliničke znanosti i zdravlje zajednice (DISCCO) Sveučilište u Milanu i američkog Sveučilišta Harvard, razvio je organoide ljudskog mozga tijekom 5 godina u kulturi, optimizirajući uvjete rasta kako bi produžili održivost ekscitacijskih neurona izvan prethodnih granica.

Koristeći module povezane sa sazrijevanjem izvedene iz endogenog ljudskog mozga, pokazuju da organoidi mozga transkripcijski stare sa specifičnošću tipa stanice tijekom godina u kulturi.

Profiliranje metilacije cijelog genoma otkriva da predviđena epigenomska starost organoida precizno korelira s vremenom provedenim in vitro i paralelna je s epigenomskim starenjem in vivo.

Značajno je da pokazuju kako u himernim organoidima nastalim miješanjem neuronskih progenitora različite dobi, stari progenitori brzo proizvode kasne neuronske sudbine, preskačući proizvodnju ranijih neuronskih potomaka, te stoga pokazuju da progenitori koji stare u organoidima zadržavaju sjećanje na vrijeme provedeno in vitro.

Podaci pokazuju da organoidi ljudskog mozga mogu nastaviti sazrijevati i bilježiti protok vremena tijekom mnogo godina u kulturi.

Njihovi nalazi pokazuju da su organoidi sposobni sačuvati robusne, vremenski razlučene transkripcijske i programe metilacije DNK koji su povezani sa starenjem tkiva in vivo. Sposobnost rekapitulacije transkripcijskih i epigenetskih potpisa sazrijevanja in vivo tijekom 5 godina in vitro uspostavlja organoide kao snažan modelni sustav za proučavanje biologije i prenatalnog i postnatalnog ljudskog mozga.

Kao mjeru funkcionalnih promjena tijekom vremena u organoidima, testirali su zadržavaju li stanice u starijim organoidima sjećanje na vrijeme provedeno u kulturi; posebno, hoće li stanice različite dobi pokazati razlike u potencijalu sudbine, što se manifestira kao njihova sposobnost stvaranja ranog naspram kasnog potomstva.

Podijelili su organoide različite starosti na njihove sastavne stanice, a zatim su ih ponovno sastavili u "himeroide", poput sićušnih entiteta sastavljenih od mješavine pojedinačnih komponenti različite starosti.

Ovi himeroidi pokazali su stanično sjećanje na svoju prethodnu razvojnu dob iako su bili rastavljeni, a zatim ponovno agregirani.

Na primjer, himeroid napravljen od starih stanica proizveo je potomstvo primjereno dobi nove stanice poput astroglije, iako je sazrijevao samo 15 dana nakon ponovnog sastavljanja.

Čitavu studiju objavljenu u časopisu Nature možete pronaći na ovoj poveznici.