Выращенный в пробирке мини-мозг не уступает мозгу зародыша
Выращивание упрощенных, миниатюрных версий человеческого мозга в лаборатории может предоставить исследователям бесценную модель для изучения когнитивных расстройств, а также того, как болезнь распространяется и прогрессирует в этом невероятно сложном органе
Органоиды мозга, выращенные в лаборатории, приобретают все большее значение в качестве инструмента исследования, предоставляя ученым платформу для изучения таких заболеваний, как эпилепсия, аутизм и шизофрения, или даже для проверки воздействия психоделических препаратов на различные белки. Мы уже видели, как эти органоиды могут проращивать собственные кровеносные сосуды и испускать электрические сигналы, похожие на сигналы мозга недоношенного ребенка. Подобные эксперименты проливают свет на то, могут ли органоиды развить характеристики, аналогичные характеристикам человеческого мозга.
Все начинается с индуцированных плюрипотентных стволовых клеток, которые подвергаются воздействию определенных химических веществ, заставляющих их превращаться в разные типы клеток мозга. В результате они собираются в трехмерные структуры, которые копируют структуры мозга настоящего, и хоть это не приводит к появлению сознания, такая структура действительно принимает электрические сигналы, которые перемещаются в общем и целом так же, как и в человеческом мозге.
В новом исследовании ученые из Стэнфордского университета и Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе выращивали органоиды мозга в лабораторных чашках в течение 20 месяцев. Затем исследователи прибегли к генетическому анализу, чтобы изучить скорость развития мини-мозга и обнаружили, что выращенные в лаборатории органоиды достигли послеродовой зрелости через 250–300 дней. По словам авторов работы, это «временная шкала, параллельная развитию in vivo (т.е. в живом организме)».
«Мы показали, что трехмерные мозговые структуры следуют внутренним часам, которые в лабораторных условиях развиваются параллельно с тем, что происходит внутри живого организма», — заявил первый автор исследования Аарон Гордон. «Это примечательное открытие — теперь мы знаем органоиды достигают послеродовой зрелости примерно через 280 дней при выращивании «в пробирке», после чего уже можно начинать моделировать их физиологические механизмы так, как если бы это были мозги живых младенцев».
Причина, по которой эти результаты так важны, заключается в том, что до сих пор распространенное мнение о выращенном в лаборатории мозге заключалось в позиции, что клетки, как правило, не развиваются после стадии, эквивалентной развитию плода. Таким образом, такого рода исследования повышают вероятность того, что однажды выращенный в лаборатории мозг станет еще более зрелым, что откроет перед учеными совершенно новые возможности для изучения болезней, начинающихся у взрослых, таких как шизофрения и деменция.
