O echipă internațională de cercetători, coordonată de cercetătorul de origine română Sergiu P. Pașca, a anunțat o realizare fără precedent în medicina regenerativă. Într-o lucrare publicată în revista Nature, echipa a reușit să reconstruiască aproape întregul cortex cerebral al unor rozătoare prin utilizarea țesutului derivat din celule stem umane. Această procedură, numită xenocorticație, a demonstrat că celulele umane se pot integra anatomic și funcțional în circuitele nervoase ale animalului gazdă.
Pentru a evita problemele de dezvoltare, cercetătorii au utilizat o strategie care implică crearea unui animal gazdă fără neocortex și hipocamp. Prin inactivarea genei Esco2 în perioada embrionară, echipa a oprit formarea structurilor superioare ale creierului la șoarece, lăsând un spațiu liber în cavitatea craniană. După naștere, au fost implantate câte patru țesuturi corticale umane, care au început o fază de creștere spectaculoasă, volumul grefelor crescând de aproape cinci ori între lunile două și trei.
Rezultatele au fost remarcabile, deoarece la finalul trimestrului trei de viață, celule umane au format aproximativ 92 la sută din întregul țesut cortical al animalului. Analizele au arătat o densitate de circa 32.000 de neuroni pe fiecare milimetru cub, reproducând fidel compoziția celulară a unui cortex fetal uman. Un aspect crucial a fost apariția neuronilor de proiecție din stratul cinci și a celulelor Von Economo, care sunt prezente în mod natural doar la mamifere complexe, precum oamenii.
Dincolo de structură, grefa umană a demonstrat o capacitate funcțională deosebită prin preluarea semnalelor din zonele subcorticale, precum talamusul. Axonii umani au reușit să traverseze căi lungi prin creierul rozâtorului și să coboare direct în măduva spinării cervicale, stabilind conexiuni la distanță. Această tehnologie permite acum studierea directă a dezvoltării circuitelor nervoase și testarea unor medicamente pe țesut uman viu, înainte de a începe studiile clinice pe pacienți.
Această metodă oferă o soluție pentru lipsa instrumentelor de diagnostic în afecțiunile neurologice, unde nu se poate efectua o biopsie pe un om viu. Prin reprogramarea celulelor, cercetătorii pot crea un model funcțional pentru studierea unor boli precum autismul sau schizofrenia. Un exemplu concret este sindromul Timothy, unde echipa lui Sergiu P. Pașca a identificat deja un defect exact și un medicament candidat care intră în studii pe oameni.
În domeniul neuroștiințelor, accesul la modele de studiu care să reflecte realitatea umană este esențial, deoarece majoritatea cercetărilor se bazează pe modele animale care nu suferă de afecțiuni specifice omului. În prezent, peste 4 din 10 persoane de pe glob suferă de afecțiuni ale sistemului nervos, de la epilepsie la Alzheimer. Avansul tehnologic în xenocorticație promite să transforme modul în care medicina abordează patologiile complexe ale creierului uman.