Американские биологи впервые успешно подключили миниатюрную копию человеческого мозга, выращенную из стволовых клеток, к нервной системе крыс и заставили их обмениваться сигналами и получать информацию друг от друга. Результаты опытов исследователей опубликованы в журнале Cell Stem Cell.
За последние 10 лет биологи создали большое число органоидов, миниатюрных подобий органов, выращенных из культур эмбриональных или перепрограммированных стволовых клеток. Сейчас такие клеточные структуры используют как для испытания лекарств, так и для изучения работы различных тканей тела и связанных с ними участков ДНК.
Чэнь Ханьчиао и его коллеги впервые проследили за взаимодействием органоида человеческого мозга с нервной системой крыс при имплантации в поврежденную область коры грызунов. Для этого ученые на протяжении 80 дней выращивали миниатюрные подобия мозга человека из "заготовок" нейронов, полученных из перепрограммированных стволовых клеток.
Трансплантация "мини-мозга"
Как отмечают нейрофизиологи, они обработали эти нервные клетки при помощи модифицированной вариации вируса бешенства, способного распространяться от одного нейрона к другому через нервные окончания. Этот патоген заставлял эти цепочки нервных волокон вырабатывать вспышки света при активации, что позволяет отслеживать то, как передаются сигналы внутри органоида.
Аналогичным образом исследователи обработали поврежденные участки зрительной коры крыс, в которые были имплантированы выращенные органоиды. Это позволило ученым проследить за тем, как "мини-копии" человеческого мозга взаимодействовали с соседними нейронами мозга грызунов через несколько недель после имплантации органоида.
Как отметили биологи, "мини-мозг" не только пережил имплантацию в организм крыс, но и начал активно взаимодействовать с ее нервной системой всего через три месяца после операции. Как показали последующие наблюдения, человеческие нервные клетки сформировали сложную систему связей с неповрежденными регионами зрительной коры грызунов и начали участвовать в обработке визуальной информации.
В ближайшее время Чэнь Ханьчиао и его коллеги планируют проверить, будут ли вести себя органоиды аналогичным образом при их имплантации в другие регионы коры и в прочие отделы мозга. Успешное завершение этих опытов откроет дорогу для создания терапий, способствующих регенерации тех участков мозга, которые повреждаются в результате травм или при развитии нейродегенеративных заболеваний, подытожили исследователи.