Как ученые вырастили крошечный мозг в лаборатории

Ученые вырастили один из первых в мире многорегиональный органоид мозга — миниатюрную модель, содержащую нервные клетки из всех ключевых областей мозга и даже зачатки кровеносных сосудов.
Анна Мартынова
Анна Мартынова
Как ученые вырастили крошечный мозг в лаборатории
Will Kirk / Johns Hopkins University

Ученые из Университета Джона Хопкинса вырастили точную копию человеческого мозга — не компьютерную модель, а живую ткань, которая ведет себя почти как настоящий орган. Исследование было опубликовано в журнале Advanced Science.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Что такое органоид мозга

Органоиды — мини-органы, выращенные из стволовых клеток в лаборатории. Прежде ученые создавали только отдельные части мозга, например, кору или ствол. Команда же врачей впервые собрала их в единую систему, как пазл.

В многорегиональный органоид мозга (MRBO) входит:

  • нейроны из разных областей мозга — кора, средний и задний мозг;
  • кровеносные сосуды — пока примитивные, но уже функциональные;
  • гематоэнцефалический барьер — защитный слой, который фильтрует вещества.

Это значит, что разные части мини-мозга связаны между собой и даже обмениваются электрическими сигналами — почти как в настоящем органе.

Как ученые вырастили органоид

Этот процесс чем-то напоминает сборку конструктора. Сначала ученые вырастили отдельные типы нервных клеток в чашках Петри. А затем соединили их с помощью специального «биоклея» — липких белков, которые помогают тканям срастаться.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
Валидация судьбы клеток с помощью иммуногистохимического анализа и объемного секвенирования РНК
Валидация судьбы клеток с помощью иммуногистохимического анализа и объемного секвенирования РНК
Advanced Science

В результате клетки самоорганизовались в сложную структуру, похожую на мозг эмбриона на сороковой день развития.

Насколько он похож на настоящий мозг

У взрослого человека в мозге примерно 86 млрд нейронов — у органоида их всего шесть-семь млн. Зато у него, также как и у настоящего, фиксируется электрическая активность. Кроме того, ученые воспроизвели только 80% клеток раннего этапа развития органа.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Это не полноценный мозг, но идеальная модель для изучения болезни Альцгеймера, аутизма и шизофрении.

Почему это важно

Сейчас 96% препаратов для лечения психических расстройств проваливаются на клинических испытаниях. Все из-за того, что их сначала тестируют на животных, чей мозг работает иначе, чем человеческий.

три мозга, натюрморт
Freepik
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

MRBO же позволит смоделировать развитие болезни и увидеть, где что-то пошло не так. Кроме того, с помощью органоида получится тестировать лекарства и сразу понимать, работают ли они на человеческих клетках.

Этические вопросы

Некоторые опасаются, не станут ли подобные органоиды слишком «человечными». Однако пока никакого сознания у MRBO нет, поскольку у мини-мозга отсутствуют полноценные нейронные сети, органы чувств, да и размером он в тысячи раз меньше настоящего.