Ученые вырастили клетки человеческого мозга в крысах для изучения болезней

Ученые пересадили клетки человеческого мозга в мозг детенышей крыс, где клетки прижились и сформировали связи. Это часть усилий по более глубокому изучению развития человеческого мозга и заболеваний, поражающих этот самый сложный орган.

"Многие расстройства, такие как аутизм и шизофрения, вероятно, уникальны для человека", но "человеческий мозг, безусловно, не был очень доступен", — сказал доктор Серджиу Паска, старший автор исследования, опубликованного в журнале Nature.

Исследование основано на предыдущей работе команды по созданию мозговых "органоидов" — крошечных структур, напоминающих человеческие органы. Чтобы создать их, ученые Стэнфордского университета превратили клетки человеческой кожи в стволовые клетки, а затем стимулировали их превращение в несколько типов клеток мозга. Эти клетки размножились, образовав органоиды, напоминающие кору головного мозга.

Ученые пересадили эти органоиды крысятам в возрасте 2–3 дней, на стадии, когда связи в мозге еще формируются. Органоиды выросли и в итоге заняли треть полушария мозга крысы, куда были имплантированы. Нейроны из органоидов сформировали рабочие связи с нейронными цепями мозга.

Чтобы изучить практическое применение этого подхода, ученые пересадили органоиды в обе стороны мозга крысы: один, созданный из клеток здорового человека, и другой — из клеток человека с синдромом Тимоти, редким генетическим заболеванием, связанным с проблемами сердца и расстройством аутистического спектра.

Через пять-шесть месяцев они увидели эффекты заболевания, связанные с активностью нейронов. Наблюдались различия в электрической активности двух сторон, а нейроны от человека с синдромом Тимоти были намного меньше и не образовывали столько отростков для получения сигналов от соседних нейронов.

Исследователи, чье исследование частично финансировалось Национальными институтами здоровья (NIH), заявили, что могут проводить аналогичные эксперименты с органоидами, созданными из клеток людей с такими расстройствами, как аутизм или шизофрения.

Такие эксперименты на животных вызывают этические проблемы. Паска заявил, что он и его команда осознают благополучие крыс и то, нормально ли они себя ведут с органоидами (по его словам, да). Тем не менее, Паска не считает, что это следует пробовать на приматах. Этики также задаются вопросом о возможности того, что в будущем мозговые органоиды обретут нечто вроде человеческого сознания, что, по мнению экспертов, сейчас крайне маловероятно.

Паска отметил, что органоиды мозга также можно использовать для тестирования новых методов лечения нейропсихиатрических расстройств — основной причины инвалидности в мире. Такие исследования должны помочь ученым добиться прогресса, который до сих пор был чрезвычайно труднодостижим из-за сложности доступа к человеческому мозгу.