Creierul este organul care ne definește cel mai mult, dar și unul dintre cele mai greu de studiat. Cercetătorul român Sergiu Pașca, profesor de psihiatrie și științe comportamentale la Stanford și director al Stanford Brain Organogenesis Program, explică modul în care celule recoltate din piele pot fi transformate în modele tridimensionale de țesut nervos uman, capabile să ofere indicii noi despre autism, schizofrenie și alte tulburări ale creierului.

Multă vreme, una dintre marile limite ale neuroștiinței a fost lipsa accesului direct la țesut cerebral uman viu. Spre deosebire de alte organe, creierul nu poate fi investigat ușor la nivel celular, iar această barieră a încetinit înțelegerea multor boli neuropsihiatrice. Tocmai aici intervine miza muncii lui Sergiu Pașca: construirea, în laborator, a unor modele de țesut nervos uman care să permită observarea unor procese altfel greu accesibile.

Procesul pornește de la celule din piele. Acestea sunt reprogramate până ajung într-o stare de celule stem pluripotente, adică celule capabile să dea naștere aproape oricărui tip de țesut din organism, iar apoi sunt ghidate să devină neuroni. În transcript, Pașca explică limpede această idee: dintr-o celulă prelevată de la un pacient cu autism sau schizofrenie se poate ajunge, după luni de lucru în laborator, la celule ale creierului care poartă semnătura biologică a acelui pacient.

De aici se ajunge la organoizi, structuri tridimensionale mici, de ordinul milimetrilor, care reproduc anumite caracteristici ale țesutului cerebral uman. Pașca spune că un organoid cerebral tipic poate avea în jur de trei milimetri și poate fi observat cu ochiul liber. Mai important decât dimensiunea este însă faptul că aceste modele permit studierea dezvoltării neuronale într-un cadru mult mai apropiat de realitatea biologică decât culturile celulare bidimensionale folosite în trecut.

Contribuția pentru care Sergiu Pașca este cunoscut la nivel internațional merge și mai departe: laboratorul său a contribuit decisiv la dezvoltarea asembloizilor, adică sisteme în care mai multe organoide, corespunzând unor regiuni sau tipuri celulare diferite, sunt puse împreună pentru a observa cum se formează circuite și cum migrează neuronii. Stanford descrie explicit această muncă drept pionierat în integrarea organoizilor regionali în ceea ce echipa a numit assembloids.

Miza nu este una pur tehnologică. Aceste modele sunt importante fiindcă oferă, pentru prima dată, o fereastră experimentală către boli precum autismul sau schizofrenia. În transcript, Pașca insistă asupra unui lucru esențial: astfel de diagnostice sunt foarte probabil etichete largi, care reunesc mai multe mecanisme biologice distincte. Cu alte cuvinte, ceea ce numim azi „autism” sau „schizofrenie” poate ascunde, de fapt, mai multe boli diferite, cu cauze diferite, dar cu manifestări aparent asemănătoare.

Aici organoizii și assembloizii pot schimba regulile jocului. Ei nu spun totul despre creier, dar pot arăta ce se dereglează într-un anumit tip de celule sau într-un anumit circuit în cazul unui pacient concret. Acest lucru apropie neuroștiința de o medicină mai precisă, în care tulburările psihice și de neurodezvoltare nu mai sunt tratate doar ca sindroame clinice, ci și ca procese biologice care pot fi observate și comparate.

Pașca este deja asociat și cu trecerea de la simpla descriere a acestor modele la testarea unor intervenții. În 2024, echipa sa a publicat în Nature un studiu despre o abordare terapeutică pentru sindromul Timothy, o boală genetică rară asociată cu autism și alte probleme severe de dezvoltare, folosind assembloizi pentru a înțelege mecanismul bolii și pentru a evalua o strategie bazată pe oligonucleotide antisens.

Cheia acestui domeniu este să nu confunde modelele cerebrale din laborator cu un „mini-creier” complet. Ele nu reproduc întreaga minte umană și nu înseamnă conștiință într-o eprubetă. Sunt modele parțiale, controlate, construite tocmai pentru a izola și înțelege anumite mecanisme ale dezvoltării și bolii. Forța lor stă nu în spectaculos, ci în faptul că fac vizibil ceea ce, până nu demult, era aproape imposibil de studiat direct.

Cercetarea încearcă să ofere o cale mai bună de înțelegere a unor afecțiuni care schimbă radical viața pacienților și a familiilor lor. Iar dacă această direcție își va confirma potențialul, neuroștiința ar putea intra într-o etapă nouă, una în care biologia creierului nu mai este doar ghicită indirect, ci studiată în mod concret, în modele derivate chiar din celulele oamenilor afectați.