Transplant cu neuroni umani la șoareci, studiu condus de un român la Stanford: noi perspective pentru tratamentele afecțiunilor cerebrale

Potrivit studiului, publicat în revista Nature, țesutul uman a supraviețuit, s-a dezvoltat și a format conexiuni funcționale cu neuronii șoarecilor gazdă. Descoperirea este considerată o premieră în domeniu și ar putea deschide calea către înțelegerea și, eventual, tratarea unor boli neurologice și psihiatrice grave.

Cine este Sergiu Pașca

Sergiu Pașca s-a născut la 30 ianuarie 1982, la Cluj-Napoca, și și-a petrecut copilăria la Aiud. Din 2001 a urmat cursurile Universității de Medicină și Farmacie „Iuliu Hațieganu” din Cluj-Napoca, în paralel cu studii de electrofiziologie la Institutul Max Planck din Frankfurt, iar în 2007 a obținut diploma de medic.

S-a mutat în Statele Unite în 2009, pentru un stagiu postdoctoral la Stanford, universitate unde este astăzi profesor de psihiatrie și științe comportamentale. De-a lungul anilor, numele său a apărut frecvent în topurile internaționale ale celor mai influenți cercetători din domeniul neuroștiințelor.

De-a lungul carierei, Pașca a pus la punct metode pentru obținerea de neuroni din celule stem pluripotente induse, adică celule adulte reprogramate astfel încât să poată forma orice tip de țesut din corp, inclusiv țesut cerebral.

Laboratorul său este considerat unul dintre cele mai importante centre din lume în domeniul organoidelor cerebrale, structuri tridimensionale de celule crescute în laborator care imită, la scară redusă, dezvoltarea creierului uman. Pentru aceste cercetări, Pașca a primit, în 2018, Premiul Vilcek pentru promisiune medicală creativă, iar în 2022 a susținut o conferință TED despre munca sa.

Cum au făcut transplantul

Echipa a pornit de la șoareci modificați genetic, astfel încât acestora să le lipsească aproape în întregime cortexul cerebral, partea creierului responsabilă, la om, de gândire, memorie și limbaj. În spațiul rămas liber au fost implantate, începând din 2022, organoide corticale umane, adică mici aglomerări de țesut cerebral crescute în laborator din celule stem, cu un diametru de până la 0,5 centimetri.

„Am constatat că organoidele pot să devină destul de mari și vascularizate”, a explicat Pașca, referindu-se la faptul că țesutul uman transplantat a reușit să se conecteze la sistemul de vase de sânge al șoarecelui, ceea ce i-a permis să crească și să se dezvolte asemenea unui țesut viu funcțional, nu doar al unei mostre ținute într-o cutie de laborator.

În decurs de șase luni, țesutul uman a ajuns să ocupe aproape în întregime spațiul cortical rămas liber, adică aproximativ o treime din volumul total al creierului șoarecilor. După opt luni, neuronii implantați erau semnificativ mai mari și mai activi electric decât cei păstrați în laborator, în afara unui organism viu, și formaseră conexiuni cu neuronii șoarecelui gazdă.

Cercetătorii au numit procesul „xenocorticare”, iar șoarecii rezultați au fost denumiți, în articolul științific, șoareci xenocorticali.

Neuroni rari, specifici oamenilor

Printre celulele apărute în țesutul transplantat, cercetătorii au identificat și un tip rar de neuroni, întâlnit în mod obișnuit doar la mamiferele cu creiere mari, printre care oamenii, balenele sau elefanții, și asociat cu funcții precum cogniția socială.

Prezența acestor celule este considerată un semn că țesutul uman transplantat s-a dezvoltat autentic, urmând un tipar propriu speciei umane, și nu doar unul impus de mediul în care a fost crescut.

Cercetătorii au observat, de asemenea, că șoarecii cu țesut uman transplantat și-au păstrat, în mare parte, capacitatea de mișcare, cu unele diferențe subtile de coordonare față de șoarecii obișnuiți, ceea ce arată că integrarea țesutului uman nu a perturbat major funcționarea generală a creierului gazdă.

De ce contează pentru pacienți

Creierul uman este greu de studiat direct, în timp ce se dezvoltă, iar această metodă oferă cercetătorilor o modalitate de a observa țesutul cerebral uman funcționând într-un organism viu, nu doar într-o cutie Petri.

Modelul poate fi folosit pentru studierea unor tulburări care apar chiar înainte de naștere, precum autismul, epilepsia, schizofrenia, paralizia cerebrală sau demența frontotemporală, și pentru testarea unor medicamente pe neuroni umani reali, înainte ca acestea să ajungă la studii clinice pe oameni.

Practic, mecanismele bolii pot fi urmărite direct la nivelul circuitelor cerebrale, nu doar deduse din simptome sau din teste efectuate pe celule izolate.

Echipa lui Pașca a mai descoperit, în cercetări anterioare, un defect molecular care cauzează sindromul Timothy, o afecțiune rară asociată cu autism sever, risc crescut de epilepsie și risc crescut de schizofrenie.

Descoperirea a dus la dezvoltarea unui medicament aflat acum în testare, un exemplu concret al modului în care acest tip de cercetare de bază poate ajunge, într-un final, la un tratament.

Studiul recent a arătat, de asemenea, că neuronii umani sunt deosebit de sensibili la lipsa de oxigen, una dintre principalele cauze ale paraliziei cerebrale în timpul sarcinii sau al nașterii și un factor de risc pentru epilepsie și autism, ceea ce deschide o cale suplimentară pentru studierea acestor complicații.

Limite și precauții etice

Cercetătorii au lucrat, pe parcursul studiului, alături de bioeticieni, neurobiologi, juriști și filozofi, pentru a stabili limitele etice ale acestui tip de cercetare. În noiembrie 2025, Pașca a organizat o conferință dedicată dezbaterii implicațiilor etice ale transplanturilor de țesut uman la animale, semn că echipa a tratat acest subiect cu precauție încă din faza de proiectare a experimentului.

Cercetătorul s-a opus extinderii metodei la primate, considerând că acestea ar putea pierde „bariera naturală” care, în cazul șoarecilor, limitează cât de mult se poate dezvolta și integra țesutul uman transplantat. „Să reflectăm cu prudență. Tulburările psihiatrice umane sunt în foarte mare măsură specifice omului”, a spus Pașca, subliniind nevoia unei abordări atente în acest domeniu de cercetare, mai ales atunci când în joc intră funcții apropiate de cele care definesc conștiința și comportamentul uman.

Ce urmează

Echipa de la Stanford intenționează să folosească în continuare acest model pentru a studia modul în care mutații genetice specifice pacienților reali influențează dezvoltarea circuitelor cerebrale, precum și pentru a testa, într-un context biologic viu, tratamente aflate încă în fază experimentală.

Pentru comunitatea științifică, descoperirea condusă de Sergiu Pașca este privită ca un pas important către o mai bună înțelegere a bolilor care afectează creierul uman încă din perioada dezvoltării, chiar dacă aplicarea în practica medicală curentă va mai dura, cel mai probabil, ani de zile.

Citește și: Psihiatru sau psiholog? Specialiștii explică diferențele și cum alegi ajutorul potrivit pentru sănătatea mintală