Wystarczyła guma spożywcza, by ruszyć z miejsca badania nad autyzmem i schizofrenią

Badacze z Uniwersytetu Stanforda znaleźli zaskakująco proste rozwiązanie trudnego problemu związanego z hodowlą organoidów mózgowych. Dzięki zastosowaniu gumy ksantanowej – popularnego dodatku do żywności – mogą teraz tworzyć tysiące trójwymiarowych mini-mózgów o powtarzalnym kształcie i rozmiarze. To otwiera nowe możliwości testowania leków i badania rozwoju mózgu, także w kontekście chorób takich jak autyzm czy schizofrenia.

Od 2018 roku program Stanford Brain Organogenesis tworzy trójwymiarowe modele ludzkiego mózgu – tzw. organoidy – z komórek macierzystych. Kierowany przez prof. Sergiu Pascę z Wydziału Psychiatrii i Nauk Behawioralnych, zespół łączy specjalistów z różnych dziedzin: neurobiologii, inżynierii, chemii. Organoidy służą do badania chorób, takich jak padaczka czy autyzm, oraz do testowania leków, które mogą mieć wpływ na rozwój mózgu.

Aby jednak badania były powtarzalne i miarodajne, konieczne było stworzenie tysięcy organoidów o podobnych właściwościach. Problemem było to, że organoidy zlepiały się ze sobą, co zaburzało wyniki.

Rozwiązanie przyniosła współpraca z prof. Sarah Heilshorn – inżynierką materiałową. Naukowcy przetestowali 23 substancje i odkryli, że wystarczy niewielka ilość gumy ksantanowej, by skutecznie oddzielić organoidy. Substancja ta jest powszechnie stosowana w przemyśle spożywczym jako zagęszczacz.

Na początku Pasca tworzył zaledwie kilka organoidów i nadawał im imiona na cześć mitycznych stworzeń.

Dzięki nowej metodzie jest to już możliwe – szybko, efektywnie i niskim kosztem.

W ramach testu skuteczności metody badaczka Genta Narazaki wyhodowała 2400 organoidów i zastosowała na nich 298 różnych leków zatwierdzonych przez FDA. Wspólnie z Yuki Miurą wykazała, że niektóre z nich, w tym stosowane w terapii raka piersi, mogą negatywnie wpływać na rozwój mózgu.

Zespół planuje wykorzystać tę metodę do badania mechanizmów chorób takich jak schizofrenia, zespół Timothy’ego czy spektrum autyzmu.

Cała metoda została udostępniona publicznie, by inne laboratoria mogły z niej korzystać bez opłat. To element większej filozofii programu – rozwijać naukę w sposób dostępny, efektywny i etyczny.

Wystarczyła odrobina gumy ksantanowej, by dać nauce nowy rozmach.