Amerykańscy badacze dowiedli, że ludzki mózg powstaje z dwóch odrębnych układów nerwowych, a nie z jednego, jak dotychczas sądzono. To ustalenie pozwoliło po raz pierwszy wyhodować w laboratorium komórki tyłomózgowia. Postęp w badaniach podstawowych otwiera nową drogę do zrozumienia mechanizmów wyniszczających chorób pnia mózgu, takich jak stwardnienie zanikowe boczne czy rdzeniowy zanik mięśni.
Dwa dawne układy nerwowe tworzą jeden ludzki mózg
Ustalenia naukowców obalają wieloletnie przekonanie, według którego ludzki mózg wywodzi się z jednej populacji komórek progenitorowych. Wnioski przedstawiono w Nature Neuroscience (DOI: 10.1038/s41593-026-02433-7). Badania, w których udział wzięli przedstawiciele California Institute of Technology oraz University of California San Francisco, wskazują na istnienie dwóch odrębnych systemów układu nerwowego, połączonych przestrzennie w toku ewolucji. Pierwsza populacja komórek, wykazująca ekspresję genu Otx2, przekształca się w przodomózgowie i śródmózgowie, które odpowiadają za świadomość, myślenie abstrakcyjne, język i matematykę. Druga populacja, z ekspresją genu Gbx2, tworzy tyłomózgowie kontrolujące podstawowe funkcje życiowe: oddychanie, sen, bicie serca oraz głód. Dowody ewolucyjne na ten podwójny schemat u zwierząt, takich jak kurczaki, danio pręgowane czy żołędziowce, sięgają ponad 550 milionów lat wstecz. Co więcej, linia ewolucyjna meduz, posiadających dwa układy nerwowe na przeciwległych końcach ciała, oddzieliła się od 600 do 700 milionów lat temu.
Wyhodowanie neuronów tyłomózgowia w laboratorium po latach prób
Założenie o jednolitym pochodzeniu mózgu utrudniało hodowlę komórek in vitro. Wcześniejsze próby kończyły się fiaskiem, ponieważ naukowcy próbowali zmusić komórki przodomózgowia do przekształcenia się w komórki pnia mózgu, co z punktu widzenia biologii rozwoju jest procesem niemożliwym. Przełomu dokonali główny autor badania, profesor nadzwyczajny biologii rozwoju Kyle Loh (PhD), oraz współpierwsi autorzy: doktorantka Carolyn Dundes i doktorant Rayyan Jokhai. Zrozumieli oni, że obie grupy komórek są rozdzielone już na wczesnym etapie rozwoju embrionalnego, czyli w trakcie gastrulacji, i wykazują różnice w konfiguracji chromatyny. Wiedza ta pozwoliła badaczom po raz pierwszy z sukcesem wyhodować in vitro ludzkie neurony ruchowe tyłomózgowia z pluripotencjalnych komórek macierzystych. Wyhodowane struktury działały prawidłowo, generując potencjały czynnościowe oraz wytwarzając białka odpowiedzialne za funkcjonowanie mięśni twarzy, gardła, języka i mechanizm połykania.
Znaczenie laboratoryjnej hodowli komórek dla badań nad stwardnieniem zanikowym bocznym
Stworzenie hodowli komórek to etap badań podstawowych, który ułatwi laboratoryjne analizowanie mechanizmów chorobowych. W przebiegu chorób pnia mózgu dochodzi do obumierania neuronów tyłomózgowia, co powoduje u pacjentów utratę zdolności połykania i oddychania oraz wiąże się z ryzykiem śmiertelnego zapalenia płuc. Skutki te występują w przypadku stwardnienia zanikowego bocznego (ALS), diagnozowanego najczęściej u pacjentów między 40. a 70. rokiem życia. Dotyczą również rdzeniowego zaniku mięśni (SMA), będącego wiodącą genetyczną przyczyną śmierci dzieci poniżej pierwszego roku życia. Odkrycie otwiera drogę do poszukiwania nowych terapii. Ma także znaczenie dla leczenia otyłości, ponieważ tyłomózgowie posiada obwody neuronowe regulujące odczuwanie głodu, na które wpływają leki odchudzające, takie jak semaglutyd.
Powyższy tekst ma charakter wyłącznie informacyjno-edukacyjny i opiera się na wynikach wczesnych badań laboratoryjnych opublikowanych we wrześniu 2026 roku. Choć opisywane ustalenia stanowią ważny krok dla biologii rozwoju, należy pamiętać, że dotyczą one hodowli komórek in vitro i na dzień publikacji nie są równoznaczne z opracowaniem gotowego leku ani zatwierdzonej terapii na wymienione choroby układu nerwowego.