Людські нейрони інтегрувалися у пошкоджену зорову кору пацюків

Науковці зі США та Китаю трансплантували людські мозкові органоїди в мозок пацюків із пошкодженням у зоровій корі. Досліди показали, що трансплантати успішно інтегрувалися у мозок тварин, зокрема функціонально, реагуючи на представлені тваринам зображення подібно до власних нейронів пацюків. Дослідження оприлюднене в журналі Cell Stem Cell.

Людський мозковий органоїд (зелений), трансплантований у мозок пацюка. Jgamadze et al. / Cell Stem Cell, 2023

Людський мозковий органоїд (зелений), трансплантований у мозок пацюка. Jgamadze et al. / Cell Stem Cell, 2023

Навіщо пересаджали людські клітини мозку тваринам?

Ураження головного мозку, наприклад, внаслідок травми, є одним із найважчих у лікуванні. Значною мірою це пояснюється обмеженою здатністю мозку дорослих людей до регенерації. Потенційним способом допомогти у такому разі розглядають імплантацію на місце ураження мозкових органоїдів — вирощених у лабораторії спрощених варіантів органу, які відтворюють структуру мозку на ранньому ембріональному етапі розвитку.

Поки що технологія перебуває на етапі дослідження на тваринах. Попередні результати показували, що людські мозкові органоїди успішно приживаються у непошкодженому мозку гризунів. А ще ми писали, що нейрони, взяті від людей із психічним розладом, відтворили у мозку пацюків структурні зміни, притаманні хворобі, та змінили поведінку піддослідних. Але дослідники з Пенсильванського університету та Шеньчженського інституту передових технологій хотіли з'ясувати, чи приживуться органоїди у пошкодженому мозку.

Що стало з людськими органоїдами у пацючому мозку?

46 дорослим молодим пацюкам спочатку спричинили пошкодження мозку у ділянці зорової кори. Одразу після цього їм трансплантували вирощені з людських стовбурових клітин органоїди мозку у пошкоджені ділянки.

82 відсотки органоїдів успішно прижилися, обрісши мережею кровоносних судин, і залишалися живими та стабільного розміру протягом усіх трьох місяців дослідження. Із часом органоїди мали дедалі менше незрілих клітин і більше диференційованих, що вказує на здатність дозрівати після інтеграції.

Наскільки функціональні ці органоїди у складі мозку?

Після двох місяців від трансплантації органоїди стали демонструвати характерну нейрональну активність. Це з'ясували у дослідах, де активність органоїдів вимірювали імплантованим у них електродом у той час, як пацюки дивилися на екрані перед собою спалахи світла й чергування чорних і білих ліній.

Майже чверть людських нейронів у пацючому мозку зреагували на таку зорову стимуляцію, причому різним чином на різну орієнтацію ліній, що їх бачили тварини. Це означає, що вони інтегрувалися у роботу зорової системи тварин, зайнявши у ній свою роль, як власні нейрони. Результати поки що скромні, але разом із наступними дослідженнями допоможуть з'ясувати, наскільки реально використати мозкові органоїди для регенерації пошкодженого мозку у людей.