Vědci pěstují miniaturní živé mozky v láhvi. Zkoumají tím autismus

I když působí spíše jako zavařovačky o jediné třešni, jsou dítka Dr. Madeline Lancaster nejbližším útvarem příbuzným lidskému mozku. Malé chuchvalce buněk nesou označení "cerebrální organoidy" a umožňují vědcům sledovat vývoj mozků – skrze to pak i vývoj poruch. Prozatím organoidy ještě nemohou přemýšlet tak jako lidé. Zdá se však být jen otázkou času, než medicína bude muset organoidy řešit jako svůj další etický oříšek.

Průlom ve studiu poruch

Cílem Lancasterové, neurovědkyně z Cambridgeské univerzity, bylo především odhalit způsob, jakým se lidské mozky vyvíjejí ve svém embryonálním stádiu. Skrze to pak bylo možné lépe pochopit jak strukturu našich nejdůležitějších orgánů, tak i odhalit principy vzniku různých mozkových poruch.

Postup výroby cerebrálních organoidů spočívá ve sběru kožní buněk, které jsou přeměněny na buňky kmenové, a tyto zase posléze na buňky mozkové. V kontrolovaném prostředí je pak jejich vzájemnému spojování konečně dán prostor, a organoid je na světě. Aby bylo jasno, nejde ve skutečnosti o žádné dospělé mozky v lahvích tak, jak nám je představují béčkové horory. Organoidy Lancasterové mohou mít i pouhou milimetrovou velikost, přesně tak, jak náleží snaze studovat embryonální vývoj.

Už se skrze ně podařilo zjistit, že jak se miniaturní chomáče buněk zvětšují, buňky se samy organizují do subregionů mozku od předního mozku do očních nervů a vytvářejí nám známé mozkové struktury. Dříve byli vědci odkázáni pouze na studium vývoje mozků z jiných živočichů, například myší. Jenže jejich vývoj i genetická výbava jsou, vzdor genetické příbuznosti, zkrátka stále příliš odlišné na nalezení mnohdy velmi komplexních příčin lidských neurologických poruch a hledání jejich nápravy. I proto jsou organoidy označovány za obrovský průlom.

Autismus pod drobnohledem

Lancasterová už dávno není jediným pracovníkem, který s cerebrálními organoidy pracuje. V posledním měsíci například tým mediků z Yale použil organoidy k náhledu na to, jak se autismus vyvíjí u pacientů, kteří k němu neměli žádné rodinné vlohy. Výzkumníci vzali buňky u čtyř pacientů se zvětšenými hlavami (toto postižení zasáhne zhruba pětinu autistů), vypěstovali s jejich pomocí organoidy a porovnávali je s kontrolní skupinou. Během měsíce ukázalo, že za autismem u nich stál jeden typ neuronu, který narušoval komunikaci jiných neuronů. Toto zjištění je dalším vodítkem k odhalení genetických příčin stojících v pozadí vzniku skutečného autismu.

Organoidy mají navíc tu výhodu, že samy o sobě by se nikdy nemohly vyvinout ve skutečně fungující orgán živého člověka. Jejich dárci jsou sami pacienti, eticky je tedy jejich využívání prosté obvyklých problémů při práci s kmenovými buňkami. Organoidy nejsou schopné vnímání ani myšlení – bez podpory mateřské neurální sítě a vjemů ze smyslů u nich nevznikají komplexní neuronové sítě tak, jako je tomu u embryí.

Přesto nejsou organoidy zázračné – jejich umělý vývoj v laboratořích znamená, že organoidy vytvářejí mnohé spoje velmi nahodile. Ačkoliv tak výrazně zvyšují naše porozumění lidskému mozku, nejsou zatím zdaleka dokonalým způsobem studia mozku. Lancasterová však už pracuje na způsobech, jak dále externími vlivy lépe stimulovat vývoj organoidů a přiblížit je dále k našim mozkům. Jak na tom bude etika poté? To je zatím těžko soudit. Jisté je, že vzhledem k tempu vývoje organoidů budou doktoři tento oříšek muset rozlousknout spíše dříve nežli později.

Ladislav Loukota