Για πρώτη φορά, οι ερευνητές του IMBA – Ινστιτούτο Μοριακής Βιοτεχνολογίας της Αυστριακής Ακαδημίας Επιστημών – αναπτύσσουν οργανοειδή, που μιμούνται την εμφάνιση του καρκίνου του εγκεφάλου. Αυτή η μέθοδος όχι μόνο ρίχνει φως στη σύνθετη βιολογία των ανθρώπινων εγκεφαλικών όγκων αλλά μπορεί επίσης να ανοίξει το δρόμο για νέες ιατρικές εφαρμογές.
Οι όγκοι του εγκεφάλου είναι από τους πιο επιθετικούς και θανατηφόρους καρκίνους και αποτελούν κύρια αιτία θανάτου που σχετίζεται με τον καρκίνο σε παιδιά και νεαρούς ενήλικες. Το γλοιοβλάστωμα είναι μια ιδιαίτερα επιθετική μορφή όγκου του εγκεφάλου που χαρακτηρίζεται από μια πολύ ταχεία ανάπτυξη όγκων κυττάρων γλοίας – τους πιο άφθονους τύπους κυττάρων στο κεντρικό νευρικό σύστημα που περιβάλλουν και υποστηρίζουν τους νευρώνες. Ο όγκος είναι γνωστός ως δύσκολο να θεραπευθεί καθώς σχηματίζει δομές που μοιάζουν με πλοκάμια, γεγονός που δυσχεραίνει την απομάκρυνση των όγκων χειρουργικά.
Επίσης, το γλοιοβλάστωμα τείνει να συνδέεται με τα αιμοφόρα αγγεία, βοηθώντας τα καρκινικά κύτταρα να αναπτυχθούν και να εξαπλωθούν πολύ γρήγορα. Με κάθε διαίρεση κυττάρων, συσσωρεύουν μεταλλάξεις που μπορούν να τις καταστήσουν ανθεκτικές στα φάρμακα. Λόγω των μοριακών χαρακτηριστικών του ανθρώπινου εγκεφάλου , ήταν πολύ δύσκολο για τους επιστήμονες να βρουν έναν κατάλληλο οργανικό μοντέλο για να μελετήσουν τον καρκίνο του εγκεφάλου.
Η τεχνολογία των οργανοειδών θα μπορούσε τώρα να οδηγήσει σε μια μεταβολή της μελέτης του γλοιοβλαστώματος και άλλων μορφών καρκίνου του εγκεφάλου. Τα τελευταία χρόνια, οι ερευνητές κατάφεραν να αναπτύξουν όλο και περισσότερες εργαστηριακές δομές όπως όργανα ή οργανοειδή. Ήδη το 2013 ο Jürgen Knoblich και η ομάδα του στο IMBA ήταν οι πρώτοι που χρησιμοποίησαν οργανοειδείς εγκεφάλους από κύτταρα iPS για τη μελέτη μοριακών και αναπτυξιακών χαρακτηριστικών καθώς και νευρολογικών ασθενειών του ανθρώπινου εγκεφάλου.
Τώρα, κατάφεραν να αναπτύξουν έναν από τους πιο θανατηφόρους καρκίνους, τον καρκίνο του εγκεφάλου , σε ένα πιάτο. Η καινοτομία: αυτή η μέθοδος επιτρέπει στους ερευνητές να αναπαράγουν τη διαδικασία της καρκινογένεσης του εγκεφάλου σε ένα πιάτο, όπου μπορούν να παρατηρήσουν την έναρξη του καρκίνου του εγκεφάλου ήδη στα αρχικά στάδια της και να παρακολουθήσουν τον εγκέφαλο-οργανοειδή να αναπτύξει έναν όγκο σε ένα πιάτο.
Σε μια δημοσίευση στην τρέχουσα έκδοση του περιοδικού Nature Methods, η ομάδα αναφέρει τα νέα νεοπλαστικά εγκεφαλικά οργανοειδή που έχουν αναπτύξει για να μελετήσουν τους εγκεφαλικούς όγκους. Αυτά τα οργανοειδή αναπαράγουν πιστά μοναδικές πτυχές του ανθρώπινου εγκεφάλου, όπως οι διαφορετικοί τύποι κυττάρων και τα στάδια με τα οποία αναπτύσσεται, επιτρέποντας στους επιστήμονες να χειριστούν τους τρόπους εμφάνισης όγκων και επίσης να παρέχουν ένα σύστημα για να δοκιμάσουν νέες θεραπείες καρκίνου.
«Για πρώτη φορά, δημιουργήσαμε ένα ανθρώπινο μοντέλο για τον καρκίνο του εγκεφάλου για να δοκιμάσουμε ή να εξετάσουμε ταχέως το ογκογονικό δυναμικό των γονιδιακών μεταλλάξεων που εντοπίστηκαν από τα προγράμματα προσδιορισμού αλληλουχίας του καρκίνου του γονιδιώματος. Χρησιμοποιώντας τεχνικές επεξεργασίας γονιδιώματος, εισήγαμε κλινικά σχετικές μεταλλάξεις στα εγκεφαλικά οργανοειδή. Με αυτή τη μέθοδο, προσπαθούμε να μιμηθούμε την έναρξη του όγκου στον εγκέφαλο in vivo με τη μετάλλαξη μόνο ενός πολύ μικρού πληθυσμού κυττάρων », εξηγεί ο Shan Bian, postdoc στο IMBA και πρώτος συγγραφέας της μελέτης.