Пост Капибарышни Alidamai
Ответ на Пост: Женщины в истории или Привет! Новый конкурс!
Продолжим обзор женщин-ученых, внесших значительный вклад в современную науку.
Следующая на очереди в моем личном шорт-листе - Мадлен Ланкастер - эволюционный биолог, специализирующийся на неврологическом развитии и заболеваниях головного мозга.
Сейчас Ланкастер важная птица - она руководит собственной лабораторией молекулярной биологии при Совете медицинских исследований в Кембридже, однако своё ключевое открытие, которое буквально перевернуло прикладную нейробиологию, она сделала, будучи всего лишь лаборанткой.
Окончив Калифорнийский университет в 2010 году, Мадлен переехала в Вену, чтобы начать работу в Институте молекулярной биологии. Её задача заключалась в культивировании стволовых клеток на специализированных питательных средах в лабораторных чашках Петри. И... Она не справилась!
У Мадлен возникли трудности с фиксацией клеток на субстрате: они постоянно "уплывали" к краям чашки, что мешало их нормальному делению и формированию биопленки — двумерных органоидов.
Не получается нормально, как у других - ищи свои методы! Чтобы решить эту проблему, Ланкастер начала экспериментировать с различными подложками, пытаясь найти оптимальный способ стабилизации клеточных культур. Она создала несколько вариантов подложек с использованием разных питательных сред на основе коллагена, агара, фибрина и гидрогелей, обогащённых факторами роста.
В отличие от стандартной практики, когда питательная среда наносится тонким слоем на дно чашки, Мадлен не стала мелочиться: она щедро наполняла чашки Петри питательным раствором.
А чтобы предотвратить миграцию клеток к краям, она вводила их прямо в толщу среды, близко к поверхности, используя шприц. Предполагалось, что после деления клетки поднимутся вверх по оставшемуся следу от иглы и начнут делиться в плоскости, формируя нужную биопленку, никуда не уплывая.
Через некоторое время стало ясно, что в отдельных чашках клетки начали прорастать внутрь среды, создавая объёмные органоиды
Девушка доложила о результатах руководителю и получила зеленый свет на дальнейшие эксперименты.
Тут Мадлен развернулась. Одним из ключевых нововведений стала замена эмбриональных стволовых клеток на индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (ИПСК), также известных как клетки Яманаки. В последующих опытах Ланкастер обнаружила, что ИПСК в достаточно жидких насыщенных кислородом средах не просто прорастают в объемные органоиды, а самоорганизуются в сложные структуры, напоминающие разные регионы мозга, такие как кора головного мозга, гиппокамп и даже глазные чашки.
И не нужно самим пытаться собрать сложные структуры. Просто дайте клеткам условия, близкие к натуральным и не мешайте!
Уже к 2013 году, создаваемые Ланкастер органоиды обладали удивительной функциональностью, близкой к настоящей нервной ткани: они формировали нейроны, создавали синаптические связи и даже взаимодействовали между собой примитивными электрическими сигналами. Такие органоиды могли существовать и развиваться в течение многих месяцев, позволяя проводить долговременные наблюдения и эксперименты, ранее невозможные с традиционными плоскостными моделями.
Такие мозги даже получалось обучать подавая на них определенные электрические сигналы!
Образование таких сложных структур мозга, по сути из клеток кожи позволило качественно продвинуться в методиках исследования мозга: дало возможность вживую наблюдать развитие мозга, моделировать заболевания и изучать на месте их воздействие на разные типы тканей мозга, а так же сразу тестировать на них лекарственные препараты.
Открытие Ланкастер стало важным шагом вперёд в области неврологии и заложило основу для новых подходов к исследованию мозга.
Обсудить: https://kapi.bar/post/madlen-lankaster-mozgi-v-banke