Een baanbrekend experiment heeft wetenschappers in staat gesteld om in realtime te observeren terwijl pijn werd geboren en zich voortplant, zonder de noodzaak om dierproeven uit te voeren
Er is een klein fragment van een menselijk zenuwstelsel – slechts twee centimeter lang, vergelijkbaar met een kleine doorschijnende worst – die een revolutie teweegbrengt in de manier waarop we het begrijpen pijn. Het is geen brein, noch een levend wezen. Het is een model dat in het laboratorium is gecreëerd door een groep neurowetenschappers van Stanford University, bestaande uit menselijke cellen die worden gecultiveerd en geleid om precies te worden wat wetenschap roept organoïden: Drie -dimensionale structuren die enkele functies van ons zenuwstelsel imiteren.
Maar deze keer is de nieuwigheid echt ongekend. Voor het eerst zijn wetenschappers erin geslaagd Reconstrueer het hele zintuiglijke circuit van menselijke pijn in het laboratorium. Van de huid tot de hersenschors, elke fase van de reis die een pijnlijke impuls maakt, is gerepliceerd. Allemaal zonder lijden te veroorzaken aan een levend wezen, zoals het illustreert Sergiu Pascade belangrijkste auteur van de studie en hoogleraar psychiatrie in Stanford.
We hebben nu een model dat ons in staat stelt te observeren hoe pijn wordt overgedragen, zonder het aan iemand te hoeven veroorzaken.
Van huidcellen tot een functionerend zenuwstelsel
Het hart van dit buitengewone experiment is een model dat wordt genoemd Zintuiglijke assemblloïde. Het is een systeem gevormd door menselijke huidcellen die, eenmaal opnieuw geprogrammeerd Plurripotente stamcellenzijn geleid om te transformeren in verschillende componenten van het zenuwstelsel.
Het team bouwde vier organoïden, die elk een belangrijk onderdeel van het pijncircuit vertegenwoordigen:
Deze vier elementen zijn naast elkaar geplaatst, en binnen ongeveer 100 dagen, De neuronen zijn spontaan begonnen te verbindenhet vormen van echt functionerende elektrische circuits. Toen de onderzoekers het sensorische deel stimuleerden, kruiste het signaal alle vier de organoïden, net zoals gebeurt in het menselijk lichaam.
Om het experiment nog concreeter te maken, werd het gebruikt Capsaïcinehet molecuul dat de pittige aan de pepers geeft. Het effect veroorzaakte een waterval van elektrische signalen, die in realtime zijn waargenomen door neurale opnames en calciumbeeldvorming. Niet alleen dat: De signalen reisden synchroonhet imiteren van het ritme en de coördinatie waarmee ons brein de sensaties probeert, zoals aangegeven door Pasca.
De hersenen zijn niet alleen een set delen, maar ook een gesynchroniseerd lichaam. Met dit model kunnen we eindelijk het hele sensorische circuit in actie observeren.
Het ethische en wetenschappelijke keerpunt
De studie, gepubliceerd in het tijdschrift Natuurzou de manier waarop we studeren radicaal kunnen veranderen Chronische pijn en neurologische aandoeningen. Alleen in de Verenigde Staten bestaan er meer dan 100 miljoen mensen samen met chronische pijn en nemen ze vaak geen toevlucht tot medicijnen die niet specifiek voor dit doel zijn ontwikkeld, zoals zoals antidepressiva, anticonvulsieve en opioïdenmet zelfs ernstige bijwerkingen.
Maar de echte revolutie van deze studie is tweeledig:
Een concreet voorbeeld is het eiwit NAV1.7een natriumkanaal in sensorische neuronen. Veranderingen in het SCN9A -gen dat codering een persoon kan overgevoelig maken voor pijn of, integendeel, volledig ongevoelig. Toen de onderzoekers een veranderde versie van dit eiwit in het model introduceerden, reageerde het systeem met meer intense zenuwontladingen. Integendeel, het blokkeren van het eiwit, De overdracht van pijn werd onderbrokenmet behoud van de activiteit van de neuronen, zoals uitgelegd door Pasca.
Het is geen enkel neuron dat de pijn bepaalt, maar het netwerk dat samen wordt geactiveerd. En nu kunnen we het in detail bestuderen, zonder ooit iemand pijn te doen.
Van het laboratorium naar de kliniek
Hoewel het model zich nog in een beginfase bevindt – bijvoorbeeld de amygdala ontbreekt, wat essentieel is om toe te schrijven Een emotionele component voor pijn – Zijn potentieel is enorm.
Het team werkt al aan meer complexe versies van de assembloids, in staat om te simuleren Brain feedbackcircuits. In de toekomst konden duizenden van deze mini -zenuwstelsels worden geproduceerd in serieus voor Test nieuwe medicijnenevalueer de effectiviteit ervan en alle bijwerkingen op sensorische perceptie.
En niet alleen dat: deze technologie is al gebruikt om genen te bestuderen die betrokken zijn bij Autistische spectrumstoornissen en in de Tourette -syndroomdie vaak ook een extreme gevoeligheid omvatten voor tactiele, geluids- of pijnlijke stimuli.
De Universiteit van Stanford heeft het patent al ingediend voor deze technologie en heeft de weg geopend naar een nieuw tijdperk waarin Pijnonderzoek zal niet langer synoniem zijn met lijden.
