Danske forskere har dyrket en levende mini-hjerne

Den svarer til en lille hjerne fra et 4-7 uger gammelt foster.

Mini-hjernen svarer til den, der findes i et foster 4-7 uger efter befrugtningen. Her ses et ægte foster syv uger efter befrugtning. (Foto: Ed Uthman Flickr)

På Københavns Universitet står nogle små højteknologiske maskiner, som forskerne kalder for mini-inkubatorer.

I maskinerne ligger et stykke menneskeligt hjernevæv, som er dyrket i et laboratorie. Vævet indeholder ret præcist det, der udgør hjernen på et få uger gammelt foster.

Det fortæller Agnete Kirkeby.

Hun er lektor og stamcelle-forsker på Københavns og Lunds Universitet, og har været med til at udgive en ny akademisk artikel, der forklarer, hvordan forskerne har dyrket hjernevævet.

- Vævet ligner og opfører sig som en meget lille hjerne fra et foster 4-7 uger efter befrugtning, siger hun.

Vævet er altså en slags mini-hjerne, der har de samme typer celler og

regioner
, som man ser hos tidlige fostre.

Det betyder, at forskerne kan bruge hjernen til at blive langt klogere på, hvordan vores hjernes enorme kompleksitet opstår.

Mini-hjernerne er et aflangt stykke væv, der består af nogle forskellige hjerneområder. (Foto: nature © Nature)

- Alle de forskellige højtspecialiserede hjerneceller, der findes i hjernen ved fødslen, stammer fra nogle få stamceller. Men hvordan hjernen opnår sin kompleksitet, er faktisk stadig lidt af et mysterium, fortæller Agnete Kirkeby.

Hun håber, at mysteriet nu kan blive opklaret med hjælp fra mini-hjerner.

Det kan nemlig betyde, at vi i fremtiden får en meget bedre behandling til mennesker med sygdomme som Parkinsons og Alzheimers.

Små maskiner efterligner et foster

Mini-inkubatorerne er små væskefyldte kar, hvis indhold forskerne kan kontrollere med stor præcision. De kan de for eksempel efterligne det miljø, som er i et få uger gammelt foster.

- Hvis man tilføjer hjernestamceller til det miljø, vil cellerne "tro", at de er i et foster, og så vil de begynde at bygge en hjerne, fortæller Agnete Kirkeby.

På den måde kan forskerne se, hvordan stamcellerne dag for dag specialiserer sig i forskellige retninger.

I sidste ende vil forskerne kunne bygge et stamtræ, der viser hjernecellernes udvikling og specialisering i fostertilstandens første uger.

Med inkubatorer kan forskerne styre det miljø, som stamcellerne befinder sig i. På den måde kan de styre udviklingen. (Foto: Pedro Rifes © Pedro Rifes)

Det stamtræ har man ikke tidligere kunne lave, siger Agnete Kirkeby.

- Det er svært at lave, fordi det er nærmest umuligt for os at få fat i aborteret fostervæv fra de første uger efter befrugtningen. Her ved kvinden ofte ikke, at hun er gravid og for at sige det, som det er, så ender de aborter som regel i toilettet.

Uden det aborterede væv kan forskerne ikke blive klogere på, hvordan forsterhjernen udvikler sig.

Men med inkubatorer kan forskerne altså selv dyrke hjernen og undersøge den på forskellige stadier.

- Men vi taler altså meget tidlige fosterhjerner. De er endnu ikke på et stadie, hvor der er noget, vi vil kalde egentlig tankevirksomhed eller bevidsthed, forsikrer Agnete Kirkeby.

Vil få stor betydning for forskningen

Mikro-hjernerne er vigtige. Det vurderer lektor Mark Denham fra Aarhus Universitet.

Han forsker også i hjernen, men er ikke

involveret
i det nye projekt.

- Det vil have en stor betydning for forskningen indenfor hjernen og de sygdomme, der kan ramme den, og jeg tror, at mange forskere vil kunne bruge systemet, som Agnete Kirkeby og hendes kollegaer har udviklet, siger han.

Især er han optaget af, at man ved at studere mikro-hjernen kan få en langt større forståelse for, hvordan vores hjerne udvikler sig i de første uger efter befrugtningen.

For det kan i fremtiden betyde, at vi får bedre behandling for nogle af de sygdomme, der kan ramme hjernen.

- Hvis vi skal forstå, hvad der går galt, når hjernen bliver ramt af sygdom, er vi nødt til først at forstå, hvordan hjernens normale udvikling foregår, forklarer han.

Kan lede til nye behandlinger

Hvert år rammes danskere af sygdomme, der nedbryder hjernen, som Parkinsons og Alzheimers.

Det er sygdomme, hvor kroppen pludselig og på mystisk vis begynder at slå bestemte hjerneceller ihjel.

Med tiden betyder det, at hjernen ikke længere kan fungere, som den skal.

Selv om der findes behandlinger, som kan forsinke sygdommene eller mindske bivirkningerne, er de uhelbredelige og i sidste ende dødelige.

Men det kan ændre sig i fremtiden, hvor transplantation af nye hjerneceller, som erstatter de nedbrudte, kan blive

afgørende
.

- Men hver sygdom går ud over bestemte nerveceller, siger Mark Denham.

Derfor er det nogle helt specifikke nerveceller, som skal laves og transplanteres, alt afhængig af sygdommen. Mark Denham peger på, at inkubatorerne og større viden om hjernens tidlige udvikling vil gøre det muligt for forskerne at dyrke specifikke hjerneceller.

Agnete Kirkeby håber også, at mini-hjernerne kan lede til en bedre behandling til mennesker med for eksempel Parkinson.

- Vi regner med at kunne transplantere nye nerveceller til mennesker næste år. Vi vil så være blandt de første i verden til at gøre det, siger hun.

Facebook
Twitter