«Мозговые органоиды» размером всего в несколько миллиметров созданы из слоев клеток головного мозга, которые напоминают по его строению мозг в эмбриональной стадии. По словам ученых, органоиды будут полезны для биологов, которые занимаются изучением того, какие изменения в мозге происходят при шизофрении или аутизме.
Органоиды также можно применить при разработке и тестировании лекарственных препаратов. «До сих пор это было сделано с помощью животных в лабораторных условиях или изолированных плюрипотентных клеток человека», - говорят авторы исследования.
Ранее ученые уже создали модели человеческих органов в лаборатории, включая глаза, гипофиз и печень. В ходе новой работы сотрудники Института молекулярных биотехнологий Австрийской академии наук в Вене получили работающие клетки мозга из стволовых, сделали они это с помощью гелеобразной матрицы, которая «воссоздает условия, подобные тем, что в утробе человека». Спустя несколько месяцев клетки сформировали сферы диаметром 3-4 мм. Данные «мозговые органоиды» отображают дискретные области, которые напоминают различные участки на ранней стадии развития мозга человека. «Они включают спинной мозг, вентральную часть (содержит все приводящие пути к переднему мозгу) и даже незрелую сетчатку», - рассказывает автор исследования Мадлен Ланкастер.
По словам соавтора работы Юргена Кноблича, «тесты клеток головного мозга в структурах показали, что они были функциональными». Чтобы продемонстрировать, насколько эффективно органоиды можно использовать при расстройствах головного мозга, команда ученых совместно с коллегами из Эдинбургского университета вырастила мозговую ткань и проследила за развитием микроцефалии - заболевании, при котором мозг человека не развивается до обычных размеров, в результате возникают психические отклонения. «Когда я наблюдала за органоидами, полученными из клеток пациента, страдающего микроцефалией, я сразу же заметила, что их размер был намного меньше, чем органоиды, полученные из здоровых клеток», - рассказывает М.Ланкастер.
Она объясняет это тем, что стволовые клетки мозга, как правило, проходят несколько этапов деления, прежде чем окончательно превратиться в клетки мозга. Однако у больных микроцефалией стволовые клетки начинают превращаться в клетки мозга слишком рано, что приводит к истощению всех клеток головного мозга.
«Данное исследование является захватывающим, расширяет наши возможности применения клеточных технологий и дает понимание развития мозга, механизмов заболевания и открывает новые пути лечения. Органоиды имеют поразительное сходство с человеческим мозгом», - комментирует Замель Кадер из Оксфордской больницы.
Ю.Кноблич отмечает, что цель его команды - выращивание большего количества органоидов и лечение множества заболеваний головного мозга. Пока созданный мини-мозг не может достигать больших размеров, поскольку питательные вещества и кислород не смогут проникать в центральные отделы без кровоснабжения.
Казинформ, 1 сентября 2013
