Miért nehéz felismerni a skizofréniát és a bipoláris zavart?
Mindkét betegség bonyolultsága, valamint az, hogy nem köthetők egyetlen sejttípushoz vagy anyaghoz az agyban, rendkívül megnehezíti a diagnosztizálásukat. Elkülönülnek például a Parkinson-kórtól, ahol a dopaminszint alapján a diagnózis és a kezelés is egyszerűbb lehet. Most azonban egy új módszerrel, mesterségesen létrehozott agyi miniorganoidok segítségével sikerült szétválasztani az egészséges és a beteg agyi szövetek elektromos jeleit. Ezek az apró, borsónyi agyak olyan összetett idegi hullámokat produkáltak, amelyek egyértelműen beazonosíthatják a két kórképet.
Így dolgoztak a kutatók az agyi miniorganoidokkal
A Johns Hopkins Egyetem munkatársai betegségekkel élő, illetve egészséges emberektől vett vér- és bőrsejteket először őssejtekké alakították, amelyekből aztán laboratóriumi körülmények között, néhány milliméteres agyi organoidokat növesztettek. Ezek a miniorganoidok komplex neuronhálózatokat alkottak, és még mielint is termeltek, amely az idegsejtek jelátvitelének gyorsításáért felelős. Mesterséges intelligencia segítségével elemezték a sejtek elektromos aktivitását, különös tekintettel azokra a kommunikációs mintázatokra, amelyek eltérnek az egészséges és a beteg modellek között.
Új biomarkerek a mentális betegségek felismerésében
A miniorganoidok elektromos viselkedésében a kutatók specifikus változásokat azonosítottak. Ezek a biomarkerek lehetővé tették, hogy 83%-os pontossággal felismerjék, melyik szövet skizofréniával vagy bipoláris zavarral élő betegtől származik. Amikor a szöveteket finom elektromos stimulációnak tették ki, a találati arány 92%-ra nőtt. A két kórképben az idegsejtek eltérő, szokatlan tüzelési hullámokat és időzítési rendellenességeket mutattak, így mindkét zavar elektromos lenyomata egyértelműen megkülönböztethető.
Az organoid és a neurotechnológia találkozása
Az agyi organoidokat mikrochipekre helyezték, amelyek sok elektródával térképezték fel az idegsejtek kommunikációját. Ez kicsiben olyan, mintha EEG-t (elektroencefalogramot) készítenének. A három milliméter átmérőjű miniorganoidok főként a prefrontális kéreg funkcióit modellezték, amely kulcsfontosságú terület a gondolkodásban és a döntéshozatalban.
A folytatás még ennél is izgalmasabb
A kutatásban bár csupán 12 páciens mintáit vizsgálták, komoly reményeket fűznek hozzá, hogy javíthatnak a mentális betegségek jelenlegi, gyakran téves vagy késedelmes diagnosztikáján. A kutatók már együtt dolgoznak pszichiáterekkel és idegsebészekkel, egyre több vérmintát gyűjtenek, hogy különböző gyógyszeradagok hatását tesztelhessék az organoidokon. Ez a módszer hosszú távon segíthet abban, hogy ne maradjon a véletlenen a gyógyszerválasztás, és a páciensek hónapokat nyerhessenek célzottabb terápiával, elkerülve például a clozapinnal (jelenleg a leggyakrabban használt szerrel) szembeni gyakori rezisztenciát.
