자폐증과 조현병과 같은 신경학적 장애에는 한 가지 특이한 공통점이 있습니다. 이러한 장애의 경우 뇌의 구조는 일반적으로 일반적이지만 뇌의 전기 활동은 비정상적이라는 것입니다.
이러한 비정상적인 전기 활동을 연구하기 위해 신경 과학자들은 종종 미니어처 인공 두뇌인 뇌 피질 오가노이드에 의존합니다.
이제 캘리포니아 대학교 샌디에이고 연구진은 완전히 작동하는 신경망을 갖춘 뇌 오가노이드를 설계했으며, 그 설계 프로토콜을 다음과 같이 공개했습니다. 네이처 프로토콜에 설계 프로토콜을 공개하여 전 세계 연구자들이 이 획기적인 연구를 기반으로 구축할 수 있도록 했습니다.
뇌 오가노이드의 영향력 이해하기
오가노이드라고도 하는 인공적으로 성장한 장기는 의학 연구에서 중요한 역할을 합니다.
뇌 오가노이드의 경우, 이러한 ‘미니 뇌’는 연구자들이 치료법이 인간 환자에게 사용하도록 승인되기 훨씬 전에 잠재적인 치료 약물과 유전자 치료법을 테스트하는 데 도움을 줄 수 있습니다.
오가노이드는 치료 효과부터 잠재적으로 유해한 부작용까지 모든 것을 안전하게 검사할 수 있어 연구 분야에서 대체할 수 없는 도구가 될 수 있습니다.
다른 오가노이드와 마찬가지로 보다 현실적인 오가노이드는 치료의 효능과 잠재적 효과를 가장 정확하게 반영할 수 있습니다.
UC 샌디에이고 의과대학의 소아과 및 세포 및 분자 의학과 교수인 알리슨 무오트리 박사는 이번 연구의 교신저자로 “인간 뇌의 매우 사실적인 복제본을 만들었을 뿐만 아니라 태아 뇌의 신경망의 복잡성에 필적할 만한 수준”이라고 말합니다.
뇌 오가노이드의 발전
캘리포니아 대학교 샌디에이고의 뇌 오가노이드 프로토콜이 공개적으로 접근 가능한 최초의 프로토콜은 아닙니다.
뇌 오가노이드를 만들기 위한 다른 두 가지 프로토콜도 공개되어 있습니다. ScienceDaily. 그러나 이전 프로토콜 중 어느 것도 연구자들이 뇌 내의 전기 활동을 평가할 수 있도록 허용하지 않습니다.
이 새로운 프로토콜은 다양한 신경 발달 질환을 가진 환자의 줄기세포를 사용하여 오가노이드 내의 신경 네트워크를 구성합니다.
또한 이 프로토콜을 통해 “인간 발달에서 자연스럽게 관찰되는 것처럼 다양한 뇌 영역이 함께 발달할 수 있을 것”이라고 해당 연구의 저자인 무오트리는 설명합니다.
이 뇌 오가노이드 프로토콜을 이용한 연구 가능성은 사실상 무궁무진합니다.
앞으로 연구자들은 이 프로토콜을 질병 모델링과 인간 의식의 신비에 대한 심층적인 탐구에 사용할 수 있습니다.
그러한 프로젝트 중 하나가 이미 진행 중입니다.
올해 초 뮤오트리는 NASA 과학자들과 협력하여 수많은 오가노이드를 우주로 보냈습니다.
오가노이드는 알츠하이머병과 근위축성 측색 경화증(ALS) 환자의 줄기세포를 사용하여 만들어졌습니다.
오가노이드는 우주의 미세 중력이 “지구 기반 노화의 가속화된 버전을 모방한다”는 사실을 알고 궤도로 보내졌다고 합니다. ScienceDaily.
연구자들은 오가노이드가 궤도에 단 몇 달만 머무는 동안 수년에 걸친 질병 진행의 영향을 관찰할 수 있을 것으로 보입니다.
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캘리포니아대학교 샌디에이고 연구팀은 뇌 오가노이드 모델링에 혁명을 일으켰을 뿐만 아니라, 이 획기적인 프로토콜의 발표로 다른 연구자들이 이를 기반으로 연구할 수 있게 되었습니다.
오가노이드 개발의 이러한 발전은 전 세계 신경학 연구 커뮤니티에 매우 흥미로운 단계입니다. Scantox는 유럽의 선도적인 전임상 GLP 인증 임상시험수탁기관(CRO)입니다.
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