Биологи вырастили мозг в пробирке

Фото: Depositphotos

 

Ученые вырастили миниатюрный мозг человека в пробирке. Теперь, по их мнению, у них появится возможность наблюдать за развитием органов в матке и они надеются расширить свое понимание неврологических и психологических проблем, пишет The Guardian.

"Мозговые органоиды" размером всего в несколько миллиметров созданы из слоев клеток головного мозга, которые напоминают по его строению мозг в эмбриональной стадии. По словам ученых, органоиды будут полезны для биологов, которые занимаются изучением того, какие изменения в мозге происходят при шизофрении или аутизме. Органоиды также можно применить при разработке и тестировании лекарственных препаратов. "До сих пор это было сделано с помощью животных в лабораторных условиях или изолированных плюрипотентных клеток человека", - говорят авторы исследования.

Ранее ученые уже создали модели человеческих органов в лаборатории, включая глаза, гипофиз и печень. В ходе новой работы сотрудники Института молекулярных биотехнологий Австрийской академии наук в Вене получили работающие клетки мозга из стволовых, сделали они это с помощью гелеобразной матрицы, которая "воссоздает условия, подобные тем, что в утробе человека". Спустя несколько месяцев клетки сформировали сферы диаметром 3-4 мм. Данные "мозговые органоиды" отображают дискретные области, которые напоминают различные участки на ранней стадии развития мозга человека. "Они включают спинной мозг, вентральную часть (содержит все приводящие пути к переднему мозгу) и даже незрелую сетчатку", - рассказывает автор исследования Мадлен Ланкастер.

По словам соавтора работы Юргена Кноблича, "тесты клеток головного мозга в структурах показали, что они были функциональными". Чтобы продемонстрировать, насколько эффективно органоиды можно использовать при расстройствах головного мозга, команда ученых совместно с коллегами из Эдинбургского университета вырастила мозговую ткань и проследила за развитием микроцефалии — заболевании, при котором мозг человека не развивается до обычных размеров, в результате возникают психические отклонения. "Когда я наблюдала за органоидами, полученными из клеток пациента, страдающего микроцефалией, я сразу же заметила, что их размер был намного меньше, чем органоиды, полученные из здоровых клеток", - рассказывает М.Ланкастер.

Она объясняет это тем, что стволовые клетки мозга, как правило, проходят несколько этапов деления, прежде чем окончательно превратиться в клетки мозга. Однако у больных микроцефалией стволовые клетки начинают превращаться в клетки мозга слишком рано, что приводит к истощению всех клеток головного мозга.

"Данное исследование является захватывающим, расширяет наши возможности применения клеточных технологий и дает понимание развития мозга, механизмов заболевания и открывает новые пути лечения. Органоиды имеют поразительное сходство с человеческим мозгом", - комментирует Замель Кадер из Оксфордской больницы.

Ю.Кноблич отмечает, что цель его команды — выращивание большего количества органоидов и лечение множества заболеваний головного мозга. Пока созданный мини-мозг не может достигать больших размеров, поскольку питательные вещества и кислород не смогут проникать в центральные отделы без кровоснабжения.

Исследование ученых опубликовано в журнале Nature.