เพื่อศึกษาผลกระทบของรูปแบบต่างๆ เหล่านี้และค้นหาวิธีลดผลกระทบ นักวิจัยจาก University of California San Diego School of Medicine กำลังใช้อวัยวะในสมอง ซึ่งเป็นแบบจำลองเซลล์ 3 มิติขนาดเล็กที่สร้างขึ้นในห้องปฏิบัติการจากผู้ที่มีรูปแบบ 16p11.2

ออร์กานอยด์ที่อธิบายไว้ในบทความที่ตีพิมพ์เมื่อวันที่ 25 สิงหาคม พ.ศ. 2564 ในMolecular Psychiatryได้เลียนแบบความแตกต่างของขนาดสมองที่พบในคน พวกเขายังเปิดเผยข้อมูลใหม่เกี่ยวกับกลไกระดับโมเลกุลที่ทำงานผิดปกติเมื่อภูมิภาค 16p11.2 ของจีโนมถูกรบกวน ซึ่งเป็นโอกาสใหม่สำหรับการแทรกแซงการรักษาที่อาจเกิดขึ้น

ผู้เขียนอาวุโส Lilia Iakoucheva, PhD, รองศาสตราจารย์ด้านจิตเวชที่ UC San Diego School of Medicine กล่าวว่า "เนื่องจากอวัยวะของเราสรุปขนาดศีรษะของผู้ป่วยซึ่งบอกเราว่านี่อาจเป็นแบบจำลองที่มีประโยชน์ "และเราจำเป็นต้องมีแบบจำลองที่ดีกว่าในการศึกษาความผิดปกติของออทิสติกสเปกตรัม โดยเฉพาะอย่างยิ่งในระหว่างการพัฒนาของทารกในครรภ์"

Iakoucheva เป็นผู้นำการศึกษากับ Alysson Muotri, PhD, ศาสตราจารย์ด้านกุมารเวชศาสตร์และเวชศาสตร์เซลล์และโมเลกุลที่ UC San Diego School of Medicine

อวัยวะในสมองถูกสร้างขึ้นโดยใช้เซลล์ต้นกำเนิด pluripotent ที่เกิดจากผู้ที่มีรูปแบบจีโนม 16p11.2 - สามคนที่มีการลบสามคนมีการทำซ้ำและสามกลุ่มควบคุมที่ไม่ใช่ตัวแปร นักวิจัยได้ตัวอย่างผิวจากแต่ละคน ให้เซลล์ผิวเป็นค็อกเทลระดับโมเลกุลที่เปลี่ยนให้เป็นเซลล์ต้นกำเนิด จากนั้นจึงบำบัดเซลล์ต้นกำเนิดในลักษณะที่เกลี้ยกล่อมให้กลายเป็นเซลล์สมอง โดยคงไว้ซึ่งภูมิหลังทางพันธุกรรมเฉพาะของผู้ป่วยแต่ละราย

ออร์กานอยด์เปิดเผยว่า RhoA ซึ่งเป็นโปรตีนที่มีส่วนสำคัญในการทำงานของเซลล์พื้นฐานหลายอย่าง เช่น การพัฒนาและการเคลื่อนไหว มีฤทธิ์ในออร์แกนอยด์ทั้งที่ถูกลบ 16p11.2 และ 16p11.2 มากกว่าในออร์กานอยด์ที่ไม่มี รูปแบบเหล่านี้ RhoA ที่แอคทีฟมากเกินไปทำให้เกิดการชะลอตัวของการย้ายถิ่นของเซลล์ประสาท ซึ่งเป็นกระบวนการที่เซลล์สมองไปถึงที่ซึ่งจำเป็นสำหรับการพัฒนาและการทำงานของทารกในครรภ์ตามปกติในวัยผู้ใหญ่

เมื่อทีมยับยั้ง RhoA ในออร์กานอยด์ที่เหมือนออทิสติก การย้ายถิ่นของเส้นประสาทกลับคืนสู่ระดับที่เห็นในออร์กานอยด์ควบคุม

Muotri ซึ่งเป็นผู้อำนวยการโครงการ UC San Diego Stem Cell และสมาชิกของ Sanford Consortium for Regenerative Medicine กล่าวว่า "งานของเราเปิดโอกาสในการจัดการกับเส้นทาง RhoA ในทางการรักษา "เส้นทางเดียวกันอาจได้รับความเสียหายในบุคคลอื่นๆ ที่มีความผิดปกติของออทิสติกสเปกตรัมที่มีมาโครเซฟาลีหรือไมโครเซฟาลี เมื่อพิจารณาถึงสิ่งนี้ เราสามารถช่วยผู้ป่วยหลายล้านคนได้"

Organoids ไม่ใช่การสืบพันธุ์ที่สมบูรณ์แบบของสมอง พวกมันขาดการเชื่อมต่อกับระบบอวัยวะอื่นๆ เช่น หลอดเลือด ดังนั้นจึงไม่ห่อหุ้มชีววิทยาของมนุษย์ทั้งหมด นอกจากนี้ยังมีการเพิ่มการบำบัดรักษาที่ทดสอบกับอวัยวะในสมองโดยตรง พวกเขาไม่จำเป็นต้องข้ามสิ่งกีดขวางเลือดและสมอง ซึ่งเป็นหลอดเลือดเฉพาะที่ช่วยให้สมองปลอดจากจุลินทรีย์และสารพิษเป็นส่วนใหญ่

ทีมงานวางแผนที่จะทดสอบสารยับยั้ง RhoA เพิ่มเติมในรูปแบบเมาส์ที่มีการเปลี่ยนแปลง 16p11.2 หรือ RhoA ที่ใช้งานมากเกินไปสำหรับความสามารถในการย้อนกลับข้อบกพร่องที่เกี่ยวข้องกับความผิดปกติของออทิสติกสเปกตรัม

ผู้เขียนร่วม ได้แก่ Jorge Urresti, Pan Zhang, Patricia Moran-Losada, Priscilla D. Negraes, Cleber A. Trujillo, Danny Antaki, Megha Amar, Kevin Chau, Akula Bala Pramod, Leon Tejwani, Sarah Romero และ Jonathan Sebat ทั้งหมด ที่ UC ซานดิเอโก; Nam-Kyung Yu, Jolene Diedrich และ John R. Yates III, Scripps Researchบาคาร่า สมัครบาคาร่า