W artykule opublikowanym w Naturabadacze z Karolinska Institutet przedstawiają atlas wczesnego rozwoju mózgu. Atlas można wykorzystać między innymi do sprawdzenia, co poszło nie tak w rozwoju guzów mózgu u dzieci, a także do znalezienia nowych metod leczenia.

Międzynarodowy zespół badawczy kierowany przez Karolinska Institutet sporządził mapę wczesnego rozwoju genetycznego mózgu i może teraz zaprezentować atlas rozwoju embrionalnego między szóstym a trzynastym tygodniem życia.

„To pierwsze kompleksowe badanie rozwoju mózgu skupiające się na regulacji genów. Poprzednie badania prawie zawsze skupiały się na korze mózgowej. Nasze badanie polega na systematycznym mapowaniu całego mózgu, dzięki czemu można porównać wszystkie jego regiony z każdym z nich. inne” – mówi Sten Linnarsson, profesor biologii układów molekularnych na Wydziale Biochemii Medycznej i Biofizyki Karolinska Institutet i kierownik badań.

Kiedy mózg zaczyna się rozwijać we wczesnym zarodku, zaczyna się od czegoś w rodzaju rurki, której ścianki rozwiną się w mózg, a wypełniony płynem środek rurki stanie się komorami, wnęką mózgu.

Szybka specjalizacja na początku ciąży

Pomiędzy szóstym a 13 tygodniem ciąży następuje szybka specjalizacja komórek w ściankach jajowodu. Dzieje się to poprzez bardzo złożoną reakcję kaskadową, podczas której wydzielane są substancje, które powodują określony rozwój pierwszych komórek. Komórki te następnie wydzielają dodatkowe sygnały, które kontrolują kolejny etap rozwoju komórki i tak dalej.

Sygnały aktywują geny wytwarzające białka specjalizujące się w różnych typach komórek, a także działają jako nowe sygnały.

„Badaliśmy proces, w jaki sposób, w jakiej kolejności i w jakim typie komórek geny są aktywowane podczas procesu tworzenia mózgu. Chcieliśmy prześledzić proces od DNA do RNA i białka na każdym etapie” – dodał. mówi Linnarsson.

Badania przeprowadzono metodą pozwalającą na pomiar zarówno obszarów aktywnych na DNA, jak i utworzonych nici RNA w poszczególnych komórkach. Następnie badacze ułożyli puzzle i mogą teraz przedstawić mapę jej działania.

Badania są częścią większego szwedzkiego projektu „Atlas komórek rozwoju człowieka”, w ramach którego kilka grup badawczych badało rozwój genetyczny mózgu, serca, płuc i tak dalej. Badania w ramach projektu postępują obecnie, a naukowcy korzystają z map, aby znaleźć odpowiedzi na pytanie, co poszło nie tak w przypadku choroby.

„Obecnie badamy początek raka mózgu u dzieci. Na szczęście jest to choroba rzadka, ale spośród różnych chorób prowadzących do śmierci u dzieci jest jedną z najpowszechniejszych. Badamy nowotwory powstające w okresie embrionalnym rozwoju mózgu i wykorzystania atlasu do zrozumienia mechanizmów prawidłowego rozwoju, które uległy nieprawidłowemu działaniu oraz tego, w jaki sposób wpływa to na powstawanie i wzrost guzów” – mówi Linnarsson.