Дослідники створили мишей, у яких частина мозку утворена клітинами пацюків. Чужі мозкові клітини не просто успішно прижилися, а миші ще й змогли відчувати запахи завдяки пацючій мережі нейронів у мозку. Експеримент допоможе науковцям зрозуміти, як розвивається мозок у різних видів тварин, і підказати, як використовувати стовбурові клітини у людей для регенерації мозку і створити ефективніші системи мозок-комп'ютер. Дослідження опубліковане у журналі Cell.
Мишачий мозок із пацючими клітинами. Throesch et al. / Cell, 2024
👋 Слідкуйте за наукою разом з нами — підписуйтеся на наш телеграм та інстаграм, буде цікаво!
Для чого створювати тварин з гібридним мозком?
Експерименти зі створення тварин із гібридним мозком, серед іншого, мають мету створити нові підходи до лікування пошкоджень головного мозку. Наприклад, підказати, як можна вживити на місце ураженої ділянки мозку нову мозкову тканину, що працюватиме як рідна.
Нещодавно подібні досліди вказували, що можна вживити пацюкам людські мозкові органоїди — скупчення нервових клітин, які нагадують будовою і функціями справжній мозок. Після цього вчені показали, що людські мозкові органоїди можуть успішно інтегруватися у зорову кору пацюків, беручи участь у візуальному сприйнятті світу. Однак людські клітини з мишачими далеко не завжди поєднуються так, як клітини одного організму, тож вчені все ще намагаються зрозуміти, що є перешкодою для ідеальної інтеграції.
Як створювали мишей із пацючими нейронами?
Вчені модифікували ембріони мишей на стадії бластоцисти, коли зародок являє собою лише сферичне скупчення стовбурових клітин. Вони внесли до бластоцист стовбурові клітини пацюків, які зрештою використовувалися організмом для створення органів, як і власні. Відтак мишенята мали від 40 до 90 відсотків клітин від пацюків. Зокрема, до 87 відсотків пацючих клітин було у мозку, де вони ефективно утворили нервові мережі з мишачими клітинами.
Клітини мишачого мозку з пацючими клітинами. Throesch et al. / Cell, 2024
Щоб перевірити, як працюють нейрони пацюків у мозку мишей, вчені провели досліди з тваринними моделями порушення нюху. Ще на етапі ембріонів їх генетично модифікували у спосіб, що вбивав або лише блокував активність відповідальних за нюх мишачих нейронів, але не пацючих. Відтак наявність у мишей нюху перевіряли в дослідах, під час яких у клітці тварин ховали печиво та спостерігали за тим, чи вдасться їм його знайти.
Наявність у мозку пацючих клітин нюху справді допомогла тваринам віднайти печиво. Однак неочікувано, кращий результат показали миші, у яких власні нейрони не просто заблоковані, а усунуті. Вчені припускають, що приглушені мишачі клітини можуть перешкоджати повноцінній активності аналогічних пацючих клітин. У такому разі це може означати, що й у людей для кращого ефекту від трансплантації нервових клітин може бути доцільно спочатку видалити власні пошкоджені ділянки мозку.
До чого приведуть досліди з химерними тваринами?
Науковці вже планують провести експерименти зі створення гібридного мозку у піддослідних приматів, набагато ближчих до людей тварин. Це дозволило б отримати ще більш цінні знання щодо того, як формується мозок людей у нормі та при патологіях, і як досягти найкращого результату при трансплантації частин мозку.
Однак спершу вчені хотіли б досягти більшого контролю над тим, де які клітини донора приживаються. Поки що розподіл чужих клітин у зародку є випадковим, тож двох мишей із однаковою кількістю та розташуванням пацючих нейронів у мозку отримати не вдалося. Однак це необхідно, щоб якісніше вивчати інтеграцію клітин у різні системи мозку.
- На приматах вже зараз проводять досліди зі створеннями химер. Нещодавно вчені повідомили, що в лабораторії народилася макака, половина клітин якої походить від іншої макаки, що є безпрецедентним показником.