Experimentul revoluționar al acestui neurolog ar putea anunța o nouă eră în psihiatrie

Experimentul revoluționar al acestui neurolog ar putea anunța o nouă eră în psihiatrie

Metamorfoza este una dintre cele mai mari capere ale științei. Poate părea de neînțeles, dar în condițiile potrivite, se poate observa că este o serie de reacții laborioase. În timp ce caracteristicile transformării seamănă cu alchimia (apa în vin, metalul obișnuit în aur), natura abundă de schimbări de formă: o crisalidă într-un fluture, o ghindă într-un stejar și chiar, atunci când este convins, celulele pielii în neuroni.

Sergiu Pasca cunoaște în mod intim transformarea. Omul de știință și profesor de la Stanford, în vârstă de 40 de ani, a suferit el însuși schimbări monumentale, iar acum schimbă cercetarea psihiatrică în ansamblu, făcând transformări la nivel celular.

În octombrie anul trecut, laboratorul lui a publicat un articol revoluționar în recenzie Natură. El a transformat cu succes celulele pielii umane în celule stem, apoi în neuroni funcționali într-o cutie Petri și apoi a transplantat acești neuroni în creierul șobolanilor nou-născuți. În noul lor mediu, neuronii s-au adaptat și au crescut. Această cercetare este doar începutul; Pașca își folosește dezvoltările pentru a îmbunătăți modelul de înțelegere a tulburărilor de neurodezvoltare precum autismul și schizofrenia.

„Practic, m-am angajat într-o căutare pentru a încerca să accesez creierul uman într-un mod neinvaziv”, spune Pașca. Verso.

Născut în vestul României în 1982, Pașca a iubit chimia de la o vârstă fragedă. A urmat opera Elenei Ceaușescu, soția dictatorului român din 1964 până în 1989, Nicolae Ceaușescu. Elena era obsedată de chimie, dar nu avea pregătire formală. Cu toate acestea, statutul ei a cimentat-o ​​ca prima doamnă a științei a României. Imaginea ei omniprezentă a lăsat o amprentă de neșters asupra lui Pașca, care a văzut-o cântând laudele chimiei la televizor în toate cele trei ore de programare zilnică. La 11 ani, și-a construit primul laborator de chimie în subsolul părinților săi.

La facultate, el era obsedat de biochimie, văzând impactul chimiei aplicat științelor vieții. În al doilea an de facultate de medicină, i-a venit o revelație: a început să cerceteze biochimia autismului, iar când a mers la clinica de psihiatrie pentru a preleva mostre de la pacienți cu autism, părinții unui pacient au fost copleșiți de recunoștință că cineva cercetează boala. .

READ  „Este o alegere financiară” - muncitorii agricoli români se îndreaptă spre vest, în ciuda coronavirusului

„Am început imediat să mă gândesc la autism și mi-am dat seama cât de fascinant și neînțeles este”, spune Pașca. „De acolo, am decis că asta studiam”. Pașca este specializată în biochimia care stă la baza unei game de tulburări de neurodezvoltare, inclusiv autismul și schizofrenia. Pașca este încă în contact cu acest prim pacient.

Pe măsură ce își urmărea noul obiectiv la clinică, lipsa tratamentului imediat l-a împiedicat. „Probabil că aș putea face o treabă bună timp de aproximativ 40 de ani, văzând câte un pacient și făcând tot posibilul, dar mi-am dat seama că nu oferim remedii”, spune el. Verso.

Problema, și-a dat seama, avea de-a face cu mijloacele disponibile pentru modelarea tulburărilor psihice din creier. Pe măsură ce și-a început pregătirea în neuroștiințe la facultatea de medicină, a ascultat cu uimire cum neuronii trosneau de activitate la animale. Și-a imaginat cât de util ar fi să modelezi creierul unui individ, dar nu exista o modalitate ușoară de a o face.

„Nu poți doar să faci o gaură în capul oamenilor și să te uiți la neuroni”, admite el. Îl sâcâiau întrebări: „De ce nu putem să luăm niște batiste?” De ce nu putem să-l construim într-un vas și să încercăm să surprindem biologia? »

Apoi, a văzut un răspuns potențial.

În 2006, Pașca își termina studiile medicale când a avut loc o descoperire care avea să schimbe știința și traiectoria propriei cariere. Într-o hârtie de marcare, Shinya Yamanaka a demonstrat că atunci când sunt îmbibate într-o multitudine de substanțe chimice, celulele pielii umane pot prelua caracteristicile celulelor stem, care au capacitatea de a crește în practic orice celulă. Yamanaka a primit Premiul Nobel pentru Medicină 2012 pentru această descoperire.

Pașca a presupus că ar putea beneficia de pe urma acestei cercetări. „Mi-am dat seama că ar fi o oportunitate uimitoare să preiau celulele pielii de la pacienții cu autism, să le transform în neuroni într-o farfurie și să încep să studiez acest proces”, spune el. De asemenea, a văzut că poate face mai mult bine ca cercetător decât ca medic. Și-a luat diploma de medicină în 2007 la Școala de Medicină Hatieganu din România, dar la începutul lui 2009 s-a alăturat Stanford ca cercetător postdoctoral în neuroștiințe.

READ  Castelul lui Dracula se dovedește a fi un cadru perfect pentru loviturile COVID-19 | Agricultură

„Eram din România, nu aveam nicio pregătire formală, veneam de la o facultate de medicină care nici măcar nu se află printre primii 1.000 din lume și nu aveam doctorat”, spune Pașca. Consilierul său postdoctoral, Ricardo Dolmetsch, „a fost destul de amabil să mă susțină, să cred că chiar aș putea face ceva”. La scurt timp după sosire, Pașca a dezvoltat unii dintre primii neuroni ai pacienților cu autism, trecând de la medic la neurolog de bun augur.

Din 2009, el și echipa sa au trecut de la simple straturi de celule din fundul unui vas la structuri întregi tridimensionale numite organoizi. Pe măsură ce celulele se transformă, ele păstrează caracteristicile genetice ale sursei lor, astfel încât celulele pielii unui pacient cu autism se dezvoltă în neuroni cu aceeași mutație genetică.

Organoizii pot coopera ca o structură de lucru numită Assembloids. Laboratorul său a creat trei organoizi – unul care seamănă cu un cortex uman, altul ca o măduvă spinării și ultimul un mușchi uman – și i-a unit într-un singur ansamblu. În total, aceasta a modelat calea care controlează mișcarea și contractă mușchii.

Vederea ansamblurilor lucrând independent a fost un pas în direcția corectă, dar aceste circuite nu s-au dezvoltat atâta timp cât au fost limitate la cutia Petri. Pașca a vrut să vadă cum se vor descurca odată transplantați într-un creier. Echipa sa a injectat organoizi din cortexul neuronilor umani în creierul șobolanilor nou-născuți, în cortexul lor somatosenzorial, unde se află controlul motor. Neuronii umani s-au adaptat la noul lor mediu. Pe măsură ce s-au integrat, au format conexiuni cu neuronii de șobolan din tot creierul pe măsură ce șobolanii creșteau. În curând, neuronii umani au devenit la fel de sensibili la simțurile șobolanului ca și neuronii rozătoarelor; s-au activat când cercetătorii au suflat aer pe mustăți pentru a le face să se contracte.

READ  Întârzierea diagnosticului o trimite pe femeia din Kelowna în Europa pentru operație și nu este singură | infonews

Etapele s-au succedat. Timp de 15 zile, laboratorul a antrenat șobolanii să asocieze stimularea organoidului cu apa receptivă. Când șobolanilor le-a fost sete, organoidul uman a discutat cu centrul de cercetare a recompenselor creierului de șobolan. Șobolanii înșiși nu au prezentat semne de durere, convulsii și pierderea memoriei sau a funcției motorii ca răspuns la transplant.

În cele din urmă, Pașca vrea ca aceste modele să servească drept „avatare” ale tulburării pentru a testa tratamentul medicamentos. Laboratorul va prelua celulele pielii de la un pacient cu o anumită tulburare, le va transforma în neuroni, ar construi și transplanta organoizi în creierul rozătoarelor și va vedea cum tratamentele medicamentoase administrate animalelor afectează neuronii umani.

În prezent, laboratorul lui Pasca se concentrează pe Sindromul Timothyo tulburare genetică în care mulți copii afectați prezintă, de asemenea, trăsături de autism și epilepsie, precum și tulburarea genetică rară Sindromul Phelan-McDermidcare are ca rezultat și trăsături de autism și sindromul de deleție 22q11.2, din care lipsește o mică parte a cromozomului 22. Această suprimare duce la o probabilitate mare de a dezvolta schizofrenie sau autism.

Pașca le roagă medicilor să facă și să publice cercetări. „Acesta este momentul în care trebuie să pregătim următoarea generație de medici-oameni de știință care vor fi în tranșee pentru a traduce descoperirile științifice de bază în clinica pentru pacienții cu tulburări neuropsihiatrice”, a spus el. Aproximativ 1% dintre medici, spune Pașca, fac cercetări în afara consultării pacienților, o cifră dezamăgitoare pentru el.

În cei 15 ani de când Pașca a trecut de la medicină la cercetare, a făcut progrese extraordinare. Și totuși, „nu mă simt încă împlinit”, spune el, „pentru că încă nu am schimbat nimic în practica clinică”.

Dar speră că îl așteaptă și alte transformări. „Pentru unele dintre bolile psihiatrice pe care le studiem, suntem pe punctul de a efectua studii clinice pentru a trece în clinică”. Studiile clinice la pacienți ar putea începe în 2023 sau 2024. „Cred că acum pot vedea în sfârșit lumina”.

Lasă un răspuns

Adresa ta de email nu va fi publicată. Câmpurile obligatorii sunt marcate cu *