Биологи заменили до 90 процентов коры мозга мышей человеческими клетками
Биологи заменили до 90% отсутствующей коры мозга мышей тканью, выращенной из человеческих стволовых клеток. Через полгода животные по поведению и способности выполнять задачи в целом не отличались от обычных мышей.
Источник: Новости науки
МОСКВА, 17 сентября /Новости науки/. Американские и европейские биологи разработали метод, который позволяет заменить до 90% утраченной коры мозга детенышей мышей ее аналогом из человеческих стволовых клеток. Об этом говорится в статье, опубликованной в журнале Nature.
«Раскрытие механизмов развития человеческого мозга, а также причин возникновения различных болезней, в прошлом ограничивалось недоступностью тканей центральной нервной системы для проведения экспериментов. Создание технологии трансплантации органоидов коры мозга в нервную системы грызунов позволяет нам создать перспективную платформу для изучения механизмов работы мозга человека и испытания новых лекарств», — говорится в исследовании.
Для эксперимента биологи вывели особую линию мышей, геном которых изменили таким образом, чтобы у зародышей не образовывались клетки, формирующие кору полушарий и гиппокамп — отдел мозга, связанный с хранением воспоминаний. В результате значительная часть пространства внутри черепа детенышей оставалась свободной для человеческих нейронов.
На второй день жизни мышам пересаживали органоиды — искусственно выращенные из стволовых клеток структуры, имитирующие ткани человеческого мозга. Эксперименты показали, что таким способом можно заменить до 90% отсутствующей коры ее человеческим аналогом.
Через полгода после трансплантации когнитивные способности животных восстанавливались. По данным исследователей, мыши с выращенной человеческой тканью мозга в целом не отличались от немодифицированных животных по поведению и способности выполнять задачи.
Ученые также обнаружили изменения в свойствах мозга экспериментальных животных. Он стал столь же уязвим к нехватке кислорода, как человеческая нервная система. Кроме того, в нем появились веретенообразные нейроны — нервные клетки, характерные для высших приматов и участвующие в передаче информации на большие расстояния.
Веретенообразные нейроны предположительно связаны с развитием шизофрении, болезни Альцгеймера и ряда других заболеваний человека. Однако их функции остаются недостаточно изученными, поскольку ранее исследователи не могли выращивать такие клетки в лабораторных условиях.
Эксперименты по соединению органоидов человеческого мозга с нервной системой модельных животных проводятся в последние годы. В 2022 году исследователям удалось заменить органоидом небольшую часть мозга грызуна, а год спустя подобную структуру встроили в зрительную кору крыс. Новый подход позволил значительно увеличить объем человеческой нервной ткани в мозге экспериментальных животных.
«Раскрытие механизмов развития человеческого мозга, а также причин возникновения различных болезней, в прошлом ограничивалось недоступностью тканей центральной нервной системы для проведения экспериментов. Создание технологии трансплантации органоидов коры мозга в нервную системы грызунов позволяет нам создать перспективную платформу для изучения механизмов работы мозга человека и испытания новых лекарств», — говорится в исследовании.
Для эксперимента биологи вывели особую линию мышей, геном которых изменили таким образом, чтобы у зародышей не образовывались клетки, формирующие кору полушарий и гиппокамп — отдел мозга, связанный с хранением воспоминаний. В результате значительная часть пространства внутри черепа детенышей оставалась свободной для человеческих нейронов.
На второй день жизни мышам пересаживали органоиды — искусственно выращенные из стволовых клеток структуры, имитирующие ткани человеческого мозга. Эксперименты показали, что таким способом можно заменить до 90% отсутствующей коры ее человеческим аналогом.
Через полгода после трансплантации когнитивные способности животных восстанавливались. По данным исследователей, мыши с выращенной человеческой тканью мозга в целом не отличались от немодифицированных животных по поведению и способности выполнять задачи.
Ученые также обнаружили изменения в свойствах мозга экспериментальных животных. Он стал столь же уязвим к нехватке кислорода, как человеческая нервная система. Кроме того, в нем появились веретенообразные нейроны — нервные клетки, характерные для высших приматов и участвующие в передаче информации на большие расстояния.
Веретенообразные нейроны предположительно связаны с развитием шизофрении, болезни Альцгеймера и ряда других заболеваний человека. Однако их функции остаются недостаточно изученными, поскольку ранее исследователи не могли выращивать такие клетки в лабораторных условиях.
Эксперименты по соединению органоидов человеческого мозга с нервной системой модельных животных проводятся в последние годы. В 2022 году исследователям удалось заменить органоидом небольшую часть мозга грызуна, а год спустя подобную структуру встроили в зрительную кору крыс. Новый подход позволил значительно увеличить объем человеческой нервной ткани в мозге экспериментальных животных.
