Для проведения исследований и для имплантации больным, впервые удалось вырастить «мини-мозги» - миниатюрные нейронные структуры с собственной сосудистой сетью.
Австрийские ученые ещё в 2013 году разработали метод выращивания из человеческих нейронов небольших трехмерных структур – это «органоиды» мозга для проведения биомедицинских исследований. На следующий уровень эти технологии удалось поднять и приблизить органоид к настоящему мозгу, заставив его образовывать собственную сосудистую сеть.
Бен Валдау (Ben Waldau) и его коллеги в Дейвисе из Калифорнийского университета сообщают об этом в статье, которая была опубликована в журнале NeuroReport. В будущем, для замены фрагментов мозга, которые были утрачены, в роли имплантов будут выступать эти органоиды, заявили учёные. Будущую интеграцию в живой мозг, а также выращивание структур более крупных и сохранят их дольше в «пробирке» позволит наличие сети сосудов.
У пациентов, проходивших операцию на мозге, Валдау и его соавторы получили нейроны, которые они превратили в индуцированные плюрипотентные стволовые клетки. Затем их заставили развиваться, дифференцируясь в клетки — предшественники нейронов, а также в клетки эндотелия, который образует стенки сосудов кровеносной и лимфатической систем. Клетки культивируют 34 дня раздельно, после чего их соединяют и помещают в гелевую белковую основу, затем три-пять недель выращивают ещё.
Органоид сформировался за это время окончательно, превратившись в «мини-мозг», который имеет необходимые типы всех клеток и сложную сеть сосудов. И хотя структура имеет размер около 3,5 миллиметра, по сложности она сравнима с мозгом эмбриона на втором триместре развития – по словам учёных.
Параллельно были проведены эксперименты, во время которых органоиды «полусозревшие» из клеток — предшественниц нейронов и эндотелия культивировали в живом организме, а не в белковом геле. Имплантировали их для этого хирургически в мозг мышей. Ученые недели две спустя их состояние проверили и обнаружили, что они сосудистую сеть образовали, а также выросли.