Echipă internațională coordonată de savantul din Aiud, Sergiu Pașca: Celule umane implantate la șoareci, pentru studii psihiatrice

Oamenii de ştiinţă din Statele Unite, coordonaţi de omul de știință originar din Aiud, Sergiu Pașca, au reuşit să implanteze un tip de celule cerebrale umane, denumite organoide, în exemplare tinere de şoareci. 

Scopul este de a studia tulburări psihiatrice complexe, precum schizofrenia, şi pentru a experimenta o serie de tratamente, potrivit unui studiu publicat miercuri, informează AFP.

Tânărul savant din Aiud, Sergiu Pașca, numit ”Cercetătorul anului 2021” de Societatea de Cercetare în domeniul Schizofreniei

Tulburările mintale sunt foarte greu de studiat pentru că animalele nu le resimt în acelaşi fel ca oamenii, iar aceştia din urmă nu pot face obiectul unor experimente in vivo.

Cercetătorii practică deja tehnica plasării în cultură, în vase Petri, a unor ţesuturi de creier uman obţinute din celule stem.

Dar, în laborator, „neuronii nu ajung la mărimea pe care ar avea-o într-un creier uman adevărat”, a explicat Sergiu Paşca, profesor de psihiatrie şi ştiinţe comportamentale la Universitatea Stanford din Statele Unite şi principal autor al studiului publicat în revista Nature.

În plus, aceste ţesuturi plasate în cultură în afara corpului uman nu permit studierea simptomelor pe care le generează un defect apărut în funcţionarea lor.

O soluţie ar consta în implantarea acestor ţesuturi de creier uman, denumite organoide, în creierele unor exemplare tinere de şoareci. Vârsta este importantă, întrucât creierul unui animal adult încetează să se mai dezvolte, fapt care ar afecta integrarea celulelor umane.

Transplantându-le într-un animal tânăr, „am constatat că organoidele pot să devină destul de mari şi vascularizate” şi, deci, să fie alimentate de reţeaua sangvină a şoarecelui, ajungând să ocupe până la aproximativ o treime din emisfera creierului” animalului, a detaliat cercetătorul româno-american Sergiu Paşca.

Autorii studiului au testat buna implantare a organoidelor suflând un curent de aer spre mustăţile şoarecelui, fapt care a dus la o activitate electrică în neuronii de origine umană – semn că ei jucau bine rolul de receptori ai unui stimul extern.

Apoi, cercetătorii au vrut să afle dacă acei neuroni puteau să transmită un semnal către corpul şoarecelui.

Pentru a face acest lucru, oamenii de ştiinţă au implantat organoide modificate în prealabil în laborator pentru a reacţiona la o lumină albastră.

Apoi, i-au antrenat pe şoareci să bea apă dintr-o canulă atunci când lumina albastră stimula organoidele prin intermediul unui cablu conectat la creierele lor. Manevra s-a dovedit eficientă în două săptămâni.

Chestiuni etice

Echipa de la Universitatea Stanford a utilizat într-un final noua sa tehnică folosind organoide prelevate de la pacienţi diagnosticaţi cu o boală genetică, sindromul Timothy.

Cercetătorii au observat că în creierul acelui şoarece organoidele creşteau mai puţin repede şi aveau o activitate mai redusă în comparaţie cu organoidele provenite de la pacienţi sănătoşi.

Pe termen lung, noua tehnică ar putea fi utilizată pentru a testa o serie de medicamente noi, au declarat doi oameni de ştiinţă care nu au participat la acest studiu, dar care au comentat concluziile sale în revista Nature.

Studiul recent „duce într-un teritoriu necunoscut capacitatea noastră de a studia dezvoltarea, evoluţia şi bolile creierului uman”, au precizat Gray Camp, de la Institutul Roche pentru Bioinginerie Translaţională din Elveţia, şi Barbara Treutlein, de la Ecole Polytechnique din Zurich (ETH).

Tehnica ridică şi întrebări de natură etică, mai ales pe aceea de a şti până în ce punct implantarea unor ţesuturi umane într-un animal poate să modifice natura sa profundă.

Profesorul Sergiu Paşca a infirmat un astfel de risc pentru şoarecele studiat, datorită rapidităţii cu care se dezvoltă creierul său în raport cu cel uman.

Sergiu Paşca a calificat drept „barieră naturală” funcţionarea cortexului şoarecelui, care nu ar dispune de timpul necesar pentru a integra în profunzime neuroni de origine umană.

Ce se întâmplă în cazul speciilor mai apropiate de om

O astfel de barieră ar putea, în schimb, să nu mai existe în cazul speciilor mai apropiate de om, spune Sergiu Paşca.

Cercetătorul româno-american se opune utilizării acestei metode asupra primatelor.

El subliniază „imperativul moral” ca oamenii să poată să studieze mai bine şi, eventual, să trateze tulburările psihiatrice, ţinând cont în acelaşi timp de proximitatea faţă de oameni a modelului animal utilizat.

„Tulburările psihiatrice umane sunt în foarte mare măsură specifice omului. De aceea noi trebuie să reflectăm cu prudenţă (…) până în ce punct vrem să lucrăm asupra unora dintre aceste modele”, a avertizat Sergiu Paşca.

Cine este Sergiu Pașca

Sergiu Paşca, născut pe 30 ianuarie 1982, este un medic şi om de ştiinţă româno-american, care lucrează în prezent ca profesor de psihiatrie şi ştiinţe comportamentale la Universitatea Stanford din Statele Unite.

El a crescut Aiud, oraș care i-a decernat în 2013, titlul de cetățean de onoare.

A manifestat un interes deosebit faţă de chimie încă de la o vârstă fragedă şi şi-a amenajat primul laborator ştiinţific la vârsta de 11 ani în subsolul casei părinţilor săi.

În ultimul an de liceu, a câştigat un premiu la Olimpiada naţională de chimie, obţinând astfel o bursă şi dreptul de a se înscrie la orice facultate dorea din ţara noastră.

În 2001, s-a înscris la Universitatea de Medicină şi Farmacie „Iuliu Haţieganu” din Cluj-Napoca.

În acelaşi timp, a studiat electrofiziologia la Institutul Max Plack pentru Cercetări în domeniul Creierului din Frankfurt.

După ce a obţinut diploma de medic în 2007, Sergiu Paşca s-a înscris la studii post-doctorale la Universitatea Stanford în 2009.

La această universitate americană, el a dezvoltat metode pentru a obţine neuroni din celule stem pluripotente induse (iPSC) şi pentru a folosi acele culturi de neuroni cu scopul de a identifica fenotipurile celulare asociate unor maladii cerebrale, precum Sindromul Timothy şi Sindromul Dravet.

Sergiu Paşca a fost inclus de cotidianul The New York Times pe lista sa de Vizionari în Medicină şi Ştiinţe şi este câştigătorul din 2018 al Premiului Vilcek pentru Promisiune Medicală Creativă, atribuit de Fundaţia Vilcek.

În 2022, cercetătorul româno-american a susţinut un discurs în cadrul celebrelor conferinţe TED despre ingineria inversată a creierului uman în condiţii de laborator.

VIDEO: Cum și-a prezentat Sergiu Pașca cercetările legate de creierul uman, la TED 2022. A vorbit în aceeași sesiune cu Bill Gates