Félig emberi aggyal rendelkező egereket hoztak létre

Kísérleti egér

Tudósok egy csoportja olyan egereket hozott létre, amelyek félig a mi agyunkat hordozzák, és ezáltal sokkal jobban teljesítenek különböző feladatokban egéragyú társaikhoz képest.

Számos tudományos-fantasztikus film foglalkozik olyan kísérletekkel, amelyek során az állatokat emberi tulajdonságokkal ruházzák fel. A Háborgó mélység című filmben például az Alzheimer-kór ellenszerének keresése közben véletlenül szuperintelligenssé tesznek egy csapat cápát, amelyek végül az emberek ellen fordulnak. A valóság sokkal földhözragadtabb, azonban nem kevésbé meglepő.

Emberi agysejtekkel rendelkeznek, mégsem emberek

A módosított rágcsálók agya továbbra is egér idegsejtekkel (neuronokkal) rendelkezik, tehát emberre jellemző gondolkodási képességekkel továbbra sem lesznek felruházva. Az úgynevezett gliasejtjeik azonban teljes mértékben emberiek lettek. A gliasejtek a neuronokat veszik körül, amelyeknek a támasztó funkción túl az idegsejtek táplálásában, és az ingerület továbbításának elősegítésében is szerepük van.

Forrás: Science Photo Library/National Cancer Institute

„Ez még mindig egy egérnek az agya, nem egy emberé, viszont a neuronokon kívül minden más agyi sejtjük a miénket tükrözi” – mondta Steve Goldman, a Rochesteri Egyetem Orvosi Központjának kutatója.

"Majdnem" emberi agyuk lett

Goldman és munkatársai emberi magzatokból kinyert éretlen gliasejteket ültettek fiatal egerekbe, ahol csillag alakú gliális sejttípusokká, úgynevezett asztrocitákká fejlődtek. Az asztrocitáknak alapvető szerepe van a tudatos gondolkodás kialakításában, mivel segítenek a neuronok közötti kapcsolatokat (szinapszisokat) erősíteni. Nyúlványaik (lásd a képen) a szinapszisokon keresztül áramló elektromos jelek továbbításában játszanak szerepet.

Összehasonlításképpen az emberi asztrociták tízszer-hússzor nagyobbak, mint az egerek ezen csillag alakú sejtjei, ráadásul százszor több nyúlvánnyal is rendelkeznek. Ez azt jelenti, hogy egy adott agyterületen sokkal hatékonyabban képesek koordinálni az idegsejtek által küldött jeleket, mint az egerek astrocytái. „Olyan, mintha felturbóznánk a számítógépünk teljesítményét” - mondta Goldman.

Így néz ki az emberi asztrocita Forrás: Bruno Pascal

Az egerek gliasejtjeit emberi megfelelőik teljes egészében kiszorították: egyetlen év leforgása alatt a háromszázezres emberi sejtszám tizenkétmilliósra nőtt.

Négyszer jobb memória

Az egerek memóriáját és kognitív képességeit mérő tesztek egyértelműen azt mutatták, hogy a félig „emberagyú” egerek okosabbakká váltak egéreszű társaiknál.

Az egyik tesztben azt vizsgálták, hogy mennyire képesek az egerek az elektrosokkhoz párosított hangra emlékezni. Kiderült, hogy a hibrid rágcsálók négyszer tovább maradtak ledermedve, ha meghallották az ismerős zajt. Ez a képesség arra utal, hogy az egerek memóriája négyszer jobb lett az emberi agysejtek hatására.

Neuron Forrás: AFP/SPL

Nem most ültettek először emberi agysejteket egerekbe, már tavaly kiderült, hogy a gliasejtek okosabbá teszik az egereket. Akkor azonban érett sejteket ültettek az állatokba, amik csak beépültek az agyszövetbe, de osztódni nem osztódtak. A most beágyazott sejtek azonban elősejtek (progenitorok) voltak, amik már képesek voltak osztódni és sokszorozódni. „Ez megmagyarázza, hogy az emberi gliasejtek miért voltak képesek teljesen meghódítani az egerek agyát” – mondta a kutató.

Ugyanazok a sejtek különböző fajokban

„Érdekes lenne megvizsgálni, hogy az emberi astrocyták ugyanúgy működnek-e az egerekben, mint bennünk" – mondta Fred Gage őssejtkutató. „Ebből ugyanis kiderülne, hogy a gazdaszervezet befolyásolja-e a sejtek sorsát, vagy a sejtek megőrzik az egerekben emberi tulajdonságaikat" – tette hozzá a szakértő.

„Már az elképesztő, hogy a sejtek képesek különböző fajokban működni. Ez felveti azt a kérdést, hogy mely tulajdonságokat vezérli maga a sejt és mely tulajdonságokat az új környezet” – mondta Wolfgang Enard, a müncheni Lajos Miksa Egyetem kutatója, aki már korábban kimutatta, hogy az emberi nyelv fejlődésében szerepet játszó Foxp2 gén okosabbá teszi a rágcsálókat.

Egy párhuzamos kísérletben Goldman szintén éretlen humán gliasejteket ültetett fiatal egerekbe, ezúttal azonban a sejtek defektesek voltak abban a tekintetben, hogy kevés mielint termeltek. A mielin egy zsírszerű anyag, amely bevonja az idegsejtek nyúlványait, lehetővé téve, hogy az agyból a test többi részébe küldött jelek gyorsan eljussanak megfelelő helyükre. Az egéragyba bekerülve a humán gliasejtek olyan sejtekké (oligodendrocitákká) specializálódtak, amelyek ennek a „szigetelőanyagnak” a termeléséért felelősek. A sejtek tehát valamilyen módon érzékelték és kompenzálták a hiányosságot.

Forrás: AFP

Ezek az eredmények sok emberen segíthetnének. A szklerózis multiplexben szenvedőknél például pont az előbb említett mielinhüvely károsodott. A progenitor sejtekre épülő terápiával kapcsolatos humán klinikai tesztek várhatóan tizenkét-tizenöt hónapon belül kezdődhetnek meg.

Akkor most jönnek a szuperegerek?

Annak érdekében, hogy a kutatók még jobban megismerjék az emberi asztrociták intelligenciára, memóriára és tanulási képességre gyakorolt hatását, Goldman az egereknél okosabb patkányokba fogja ültetni a humán gliasejteket.

Természetesen ne várjunk matematikai egyenleteket megoldó rágcsálókat a mostani kísérletektől. „Az állatok nem fognak ezzel olyan plusz képességeket kapni, amelyek bármilyen módon is emberszerűek lennének. A beültetett emberi agysejtek sokkal inkább az állatok már meglévő képességeit fogják erőteljesen feljavítani. Ettől függetlenül azonban az egér továbbra is egér marad – összegezte az eredményeket Goldman.

Majmokba továbbra sem fognak humán sejteket juttatni. „Gondolkodtunk rajta, de a várható etikai problémák miatt inkább nem vállaltuk” – mondta a kutató. Enard szerint is nehéz eldönteni, mely állatok kapjanak sejtjeinkből. „Ha az állatokat emberszerűvé tehetnéd, te hol állnál meg?” – teszi fel a költői kérdést. A kutatás a Journal of Neuroscience című szaklapban jelent meg.