Hur går vi vidare med odlade nervceller?
Odlade nervceller används som ”modeller” för mänskliga hjärnor. Målet är att försöka återskapa de processer som sker i mänskliga hjärnor, men i ett mer lättillgängligt miniatyrformat, och som man kan experimentera med utan att man löper risk att skada en försöksperson. Hur började denna forskning och var står vi i dag? I denna krönika av Carl-Johan Hörberg, doktorand vid Lunds universitet, får vi en spännande inblick.
Jag brukar få mycket uppmärksamhet när mitt jobb kommer upp som samtalsämne. Många har aldrig hört att man kan odla nervceller, inte minst vad det kan finnas för nytta i det, och det gäller även mina kollegor. De som aldrig hört talas om det tycker ofta det låter futuristiskt och spännande, vissa tycker det känns obehagligt. De som har någon kunskap om det ser förmodligen nervceller lite som vilka celler som helst, på det sättet att de är celler men med det extra att de kan visa lite elektrisk aktivitet och bilda synapser. Få ser odlade nervceller som kapabla till någon form av kognition, inlärning eller intelligens. Detta har även varit den rådande konsensus även inom fältet, och försök med att använda odlade nervceller för att modellera annat än fysiologiska processer har varit få och har sällan fått någon större spridning. Detta kan vara på väg att förändras; fler och fler forskare uttrycker nu behovet att undersöka odlade nervceller från ett annat perspektiv, där de undersöks utifrån sin funktion som informationshanterande enheter i nervsystemet. Låt oss överblicka fältet och dess historia, och hur framtiden kanske kommer ge oss nya perspektiv på hur hjärnan fungerar.
EN KORT ÖVERBLICK ÖVER ODLADE NERVCELLER
Att odla nervceller har en förvånansvärt lång historia. Fältet var redan på 1960-talet väl etablerat, och även om frågeställningarna, metoderna och inte minst utsikterna på den tiden känns främmande för samtida läsare, så var vissa experiment nära likvärdiga med de som görs i dag, i alla fall om man bortser från analysmetoderna. Om man läser dessa gamla publikationer så verkar drivkraften grunda sig i en starkt reduktionistisk anda. Frågor som ställdes då kunde röra nervcellers morfologi eller metabolism, exempelvis ”Är purkinjecellernas morfologi styrt av vävnaden som de lever i eller kan de bibehålla den morfologin i ett provrör?”. Det var vid den tiden som man började använda enzymer för att bryta ner animalisk hjärnvävnad för att kunna isolera celler med större effektivitet, en teknik som även i dag är en av de vanligaste metoderna för att erhålla nervceller.
När man pratar om odlade nervceller så kan man inte överskatta vikten som mikroelektroder (micro-electrode arrays, eller MEA) har haft för fältet. Mikroelektroder kan konstrueras för många olika syften, men när man bygger in dem i odlingsbrunnar så är de ojämförbart effektiva på att avläsa elektrisk aktivitet hos odlade nervceller. Mikroelektroder är optimala verktyg för att få inblick i hur mellanstora (tusen till hundra tusen, däromkring) ansamlingar av nervceller interagerar. Eftersom att metoden är helt icke-invasiv, och elektroderna är inbyggda i odlingssubstratet går det att passivt lyssna på cellerna i månader och till och med år. Det första experimenten med mikroelektroder gjordes i skiftet mellan 1970- och 80-talet – samma teknik som jag själv använder i mina experiment, även om teknologin har pollerats avsevärt sedan dess så är principen exakt densamma även idag.
