Науковцям вперше вдалося виростити мозкові органоїди — спрощені мініатюрні версії справжніх органів — із тканин людського плода. Це досягнення допоможе краще зрозуміти, як виникають вроджені порушення роботи мозку та злоякісні захворювання мозку, розповідає сайт журналу Science. Дослідження опублікували у журналі Cell.
Мозковий органоїд з тканин людського плода. B. Artegiani and H. Clevers / Princess Máxima Center for Pediatric Oncology, D. Hendriks / Hubrecht Institute
Якими були органоїди мозку дотепер?
Дослідники добре розвинули технологію вирощування мозкових органоїдів, зокрема дорощуючи їх до стану, подібного на мозок новонароджених дітей, чи вживлюючи їх у мозок пацюків. Але дотепер мозкові органоїди вирощували зі стовбурових клітин, які отримали з ембріонів або ж які були повернуті до стану стовбурових з уже зрілого стану, наприклад, клітин шкіри дорослої людини. Однак для того, щоб змусити клітини стати нейронами, науковцям доводиться обробляти їх коктейлями хімічних речовин, які запускають шлях розвитку у бажаний тип клітин. Це може відрізнятися від природного формування нейронів, а тому й обмежено відтворювати процеси, які відбуваються при розвитку й роботі нейронів у реальному мозку. Тому науковці Утрехтського університету вирішили створити органоїди з тканин, що вже природно взялися формувати мозок, тобто від ембріонів.
Як створили органоїди з тканин ембріонів?
Дослідники зібрали тканини з різних частин мозку людських плодів віком від 12 до 15 тижнів після зачаття. Саме у цей час мозок починає прискорено розвиватися, коли більшість стовбурових клітин вже почали перетворюватися на нейрони, однак ще не завершили диференціацію на різні підтипи і продовжується утворення інших клітин, як-от гліальних. Зразки тканин помістили в окремі лабораторні посудини із поживним середовищем, яке спонукає клітини розростатися.
У результаті, вчені отримали тривимірні структури, у яких нейрони сформували функціональні зв'язки й взаємодіяли, як це роблять у мозку живих людей. У наступних дослідах науковці внесли у клітини мутації за допомогою генетичного редагування, щоб відтворити генетичний профіль гліобластом — типу злоякісних пухлин. Очікувано, нейрони органоїда стали неконтрольовано розростатися і відповідали на протиракові ліки, як мозок пацієнтів. Тому науковці вважають. що їхні органоїди з тканин ембріона можуть послугувати кращому вивченню на них можливих способів боротьби з раком мозку. Крім цього, надалі вони хочуть перевірити на органоїдах можливість відтворення таких вроджених генетичних порушень як синдром Дауна.
- Науковці вирощують не лише органоїди мозку сучасних людей, а навіть вимерлих неандертальців і денисівців. Так вони намагаються зрозуміти, що робить наш вид унікальним серед людей.