На информационном ресурсе применяются рекомендательные технологии (информационные технологии предоставления информации на основе сбора, систематизации и анализа сведений, относящихся к предпочтениям пользователей сети "Интернет", находящихся на территории Российской Федерации)

Свежие комментарии

  • Владимир
    Риск снижается, но все равно в итоге приводит к 100 % смертности.Инфаркт миокарда ...

Нейронауки в Science и Nature. Выпуск 243: крысам пересадили человеческий «мини-мозг», который прижился

Уже сегодня из стволовых клеток ученые «выращивают» сосуды и кожу, идут разработки по созданию тканей сердца и желудка, костей, почек и легких. Даже образцы ушной раковины на спине крысы, выращенного глаза и простаты существуют в недрах лабораторий. А возможно ли вырастить «в пробирке» жизнеспособный мозг? Ученые из Стэнфордского Университета США вживили новорожденным крысятам нейронный органоид, полученный из стволовых клеток человека.

МРТ показала, что трансплантат прижился, вырос и стал подавать сенсорные сигналы, которые контролировали поведение грызунов. Новое исследование опубликовано в журнале Nature.

alt

Изображение органоида в коре головного мозга крысы спустя 8 месяцев после трансплантации. Credit: Omer Revah et al / Nature 2022


Перед учеными всегда стояла глобальная проблема, состоящая в отсутствии доступа к мозговой ткани, особенно в контексте различного рода заболеваний. Поэтому был изобретен «мини-мозг» или органоид, который представляет собой небольшой кусочек вещества, выращенный из стволовых клеток в чашке Петри. Размер такого органоида –  обычно не больше горошины или булавочной головки и имитирует определенную область мозга. Более подробно об органоидах мы писали ранее.

alt

Credit: Dr Adam O’Neill


Трансплантация подобного органоида позволила бы наблюдать за процессами изнутри, так как в органоидах клетки не формируют сложных нейронных цепей, а при вживлении они способны взаимодействовать с другими клетками организма. Профессор Серджиу Паска (Sergiu P. Pașca) и его коллеги пересадили новорожденным крысятам мозговые органоиды в первые недели жизни. Подобные исследования делались и ранее, но те эксперименты проводились со взрослыми особями, что не раскрывало полной картины.

alt

Дизайн эксперимента. hCO (нейронный органоид), полученный из hiPS cell (стволовых клеток человека), трансплантирован новорожденным крысятам в область первичной соматосенсорной коры (S1) головного мозга. Credit: Omer Revah et al / Nature 2022


Через три месяца трансплантат увеличился в девять раз. А спустя 8 месяцев после начала эксперимента он прижился полностью, вырос, встроился в структуру головного мозга (появились сосуды и клетки микроглии), и возросло число нейронных связей с мозгом крысы. 

Также ученые показали, что связи во вживленном органоиде (t-hCO) оказались более крепкими, чем в органоиде «из пробирки» (hCO). В трансплантируемом органоиде происходило усиление регуляции наборов генов, связанных с созреванием нейронов, например, для синаптической передачи сигналов. Дендриты были более ярко выражены, имели большую плотность, а по длине превосходили образцы «в пробирке» в шесть раз. Инъекции тока вызывали более высокие скорости возбуждения в нейронах t-hCO по сравнению с нейронами hCO.

alt

Нейрон органоида «из пробирки» (hCO) и трансплантированного органоида (t-hCO) через 8 месяцев после вживления Credit: Omer Revah et al / Nature 2022


Крысам вживляли электроды (крысы пили при генерации синего цвета) и даже стимулировали усы с помощьюдвижения воздуха. И всегда этот участок мозга давал обратную реакцию.

Способность t-hCO воспроизводить продвинутые морфологические и функциональные особенности в нейронах коры головного мозга человека побудило ученых проверить, можно ли использовать t-hCO для выявления фенотипов заболеваний. Были выращены органоиды из стволовых клеток больного с синдромом Тимоти — генетическим заболеванием, связанным с поражением сердечно-сосудистой системы. И эти органоиды отличались от органоидов, выращенных из стволовых клеток здорового человека.

Все это поможет в дальнейшем изучать патологии, связанные с психическими расстройствами, находить пути лечения и производить лекарства для борьбы со многими заболеваниями.


ТекстАлександра Безродная

Maturation and circuit integration of transplanted human cortical organoids Sergiu P. Pașca, Omer Revah, et al. in Nature. Published October 2022.

DOI: 10.1038/s41586-022-05277-w

Adblock test (Why?)

Ссылка на первоисточник

Картина дня

наверх