Các nhà khoa học tại Đại học Johns Hopkins đã phát triển một mô hình organoid não đa vùng (MRBO) tiên tiến, tích hợp các mô thần kinh từ nhiều vùng não khác nhau và bao gồm các mạch máu sơ khai. Mô hình này, được mô tả chi tiết trong ấn phẩm Advanced Science, cung cấp một đại diện chính xác hơn về sự phát triển não bộ con người, tạo nền tảng quý giá để nghiên cứu các rối loạn thần kinh phức tạp như tự kỷ, tâm thần phân liệt và bệnh Alzheimer.
Annie Kathuria, nhà nghiên cứu chính và là giáo sư trợ lý về kỹ thuật y sinh tại Đại học Johns Hopkins, cho biết: "Chúng tôi đã tạo ra thế hệ tiếp theo của organoid não - các mô hình mô phỏng cách não bộ phát triển hoàn chỉnh bắt đầu hình thành". Khác với các organoid trước đây chỉ tái tạo một vùng não đơn lẻ, MRBO tích hợp các mô thần kinh và mạch máu sơ khai từ nhiều vùng não vào một mô hình duy nhất, có chức năng. Nhóm nghiên cứu đã đạt được điều này bằng cách nuôi cấy các tế bào từ các vùng não riêng biệt trong các đĩa thí nghiệm, sau đó hợp nhất chúng bằng các protein hoạt động như "keo siêu dính" sinh học. Khi các mô phát triển cùng nhau, chúng bắt đầu hình thành các kết nối và phản ứng như một mạng lưới. MRBO, mặc dù có kích thước nhỏ, nhưng chứa khoảng 80% các loại tế bào được tìm thấy trong não người đang phát triển, cho phép nghiên cứu nhiều hệ thống hoạt động cùng nhau. Sự phát triển này đánh dấu một bước tiến quan trọng trong việc hiểu các tình trạng rối loạn phát triển thần kinh và tâm thần kinh bằng cách tái tạo nhiều vùng não và cấu trúc mạch máu. Các nhà nghiên cứu tin rằng mô hình này có thể dẫn đến những đột phá đáng kể trong việc làm sáng tỏ nguồn gốc của các rối loạn như tự kỷ hoặc tâm thần phân liệt.
Công nghệ organoid não đã cách mạng hóa khả năng mô hình hóa sự phát triển thần kinh của con người trong ống nghiệm. Tuy nhiên, các kỹ thuật hiện tại vẫn còn hạn chế do sự phụ thuộc vào các quần thể tế bào nội mô đơn giản hóa. MRBO được thiết kế để tích hợp các organoid não giữa, não sau và các organoid nội mô phức tạp vào một cấu trúc duy nhất. Các organoid nội mô này chứa nhiều loại tế bào mạch máu đa dạng, bao gồm các tế bào tiền thân mạch máu, tế bào nội mô trưởng thành, pericytes, tế bào sinh mạch máu đang phân chia và tế bào mô đệm. Nền tảng này cho phép kết hợp nhiều vùng phát triển, tích hợp đầy đủ bản chất nội mô, đồng thời tạo cơ hội nghiên cứu các rối loạn phát triển thần kinh mà tương tác thần kinh-nội mô bị gián đoạn. Các nhà nghiên cứu cũng quan sát thấy sự hình thành sớm của hàng rào máu não, một lớp tế bào quan trọng điều chỉnh các chất đi vào mô não, một yếu tố quan trọng trong việc nghiên cứu các bệnh lý thần kinh. Khả năng quan sát các bệnh lý khi chúng hình thành trong các mô hình não giống con người mang lại tiềm năng đáng kể cho việc phát triển các phương pháp điều trị mục tiêu. Hơn nữa, các organoid não toàn diện có thể cải thiện tỷ lệ thành công của các thử nghiệm thuốc, vì khoảng 85% đến 90% thuốc thất bại trong các thử nghiệm lâm sàng giai đoạn đầu, đặc biệt là các loại thuốc hướng thần kinh với tỷ lệ thất bại lên tới 96%.