Forskare vid Stanford University har utvecklat en metod för att odla tusentals identiska hjärnorganoider med hjälp av xantangummi, ett vanligt livsmedelstillsatsmedel, för att förhindra att de klibbar ihop. Detta genombrott, lett av Sergiu Pasca och Sarah Heilshorn, möjliggör storskalig testning för hjärnutveckling och läkemedelscreening. Tekniken kan främja studier av störningar som autism och schizofreni.
I nästan ett decennium har Stanford Brain Organogenesis Program varit pionjärer inom användningen av stamceller för att skapa tredimensionella hjärnliknande strukturer kända som humana neurala organoider och assembloider. Programmet startades 2018 under Stanfords Wu Tsai Neurosciences Institute och samlar experter inom neurovetenskap, kemi och ingenjörsvetenskap för att studera neurala kretsar, neuro-utvecklingsstörningar och hjärnans konnektivitet.
Ett stort hinder har varit att skala upp produktionen: organoider smälter ofta samman, vilket resulterar i inkonsekventa satser. I början, för cirka tolv år sedan, kunde Sergiu Pasca, programmets direktör och Kenneth T. Norris, Jr. Professor i psykiatri och beteendevetenskap, bara producera ett fåtal. "I de tidiga dagarna hade jag åtta eller nio av dem, och jag namngav varje efter mytologiska varelser," mindes Pasca.
För att lösa detta samarbetade Pasca med materialingenjören Sarah Heilshorn. Deras team testade 23 biokompatibla material och fann att xantangummi förhindrade klumpning utan att påverka utvecklingen. Som beskrivs i en artikel från 2025 i Nature Biomedical Engineering, tillåter denna enkla tillsats enhetlig tillväxt i satser. "Vi kan nu enkelt göra 10 000 av dem," sa Pasca. Metoden delas fritt, och flera labb har redan antagit den.
För att demonstrera dess värde odlade medförfattaren Genta Narazaki 2 400 organoider och screenade dem mot 298 FDA-godkända läkemedel. Flera, inklusive en behandling för bröstcancer, hämmade tillväxten, vilket belyser potentiella risker för utvecklingshjärnor—information som är avgörande eftersom sådana läkemedel sällan testas på gravida eller spädbarn på grund av etiska skäl.
Pasca's team siktar nu på att tillämpa tekniken på neuropsykiatriska tillstånd. "Att hantera dessa sjukdomar är verkligen viktigt, men om du inte skalar upp finns det inget sätt att göra skillnad," sa han. Denna innovation lovar mer precis forskning om hjärnstörningar och säkrare läkemedelsutveckling.