Organoid otak manusia matang selama lebih dari lima tahun mengikuti jam biologis

Para peneliti telah mempertahankan organoid korteks manusia selama lebih dari lima tahun, sehingga model laboratorium tersebut dapat mereplikasi tahap perkembangan yang tidak bisa dicapai kultur berumur lebih pendek. Penelitian yang memecahkan rekor ini menunjukkan bahwa kelompok kecil sel manusia tersebut matang mengikuti jam biologis internal yang selaras erat dengan sejumlah aspek perkembangan otak alami.

Tim itu meneliti 110 organoid dan lebih dari 424.000 sel individual. Pola aktivitas gen dan metilasi DNA, proses penandaan kimia yang digunakan untuk memperkirakan usia biologis, mengikuti usia kronologis kultur. Ciri-ciri menyerupai tahap pascakelahiran muncul setelah sekitar satu tahun, dan neuron masih dapat dideteksi pada organoid yang mendekati usia enam tahun.

Cairan kultur yang diformulasikan untuk mendukung aktivitas listrik juga membantu mempertahankan fungsi neuron. Pada usia satu tahun, kesembilan organoid yang ditumbuhkan dengan medium ini menghasilkan lonjakan aktivitas jaringan saraf yang terkoordinasi, sementara tidak satu pun dari delapan organoid kontrol yang ditumbuhkan secara konvensional menunjukkan hal tersebut.

Dalam eksperimen lain, sel progenitor yang lebih tua digabungkan dengan sel yang jauh lebih muda. Sel-sel yang lebih tua merespons lingkungan barunya, tetapi tidak memulai perkembangan dari awal. Sebaliknya, sel-sel itu dengan cepat menghasilkan jenis neuron yang terbentuk pada tahap lebih lanjut, yang menunjukkan bahwa sel-sel tersebut mempertahankan memori seluler tentang tahap-tahap yang telah dilalui.

Organoid ini bukan otak utuh. Organoid tidak memiliki pembuluh darah, masukan sensorik, maupun tubuh, serta tidak dapat berpikir atau merasakan. Organoid merupakan model penelitian yang dapat membuka akses ke periode pematangan otak manusia yang lebih lanjut, yang selama ini sulit diteliti secara langsung.