Ткани человеческого мозга, пересаженные мышам с генетическим дефектом, разрослись и заняли до 90% свободного пространства. Это исследование предлагает уникальную модель для изучения сложных заболеваний развития нервной системы и тестирования новых лекарств на живых тканях человека в реальном организме. Работа опубликована в журнале Nature.
Ткани человеческого мозга пересадили мышам, чтобы исследовать воздействие лекарств
Ученые впервые успешно пересадили органоиды человеческого мозга мышам, у которых был искусственно создан дефицит собственных клеток мозга. Ткани не просто прижились, но и разрослись, заняв почти все свободное пространство, и полноценно интегрировались в нервную систему животных.
Пересаженная ткань человеческого мозга прорастает нервными волокнами (зеленые и красные) в мозг мыши (синий), у которой отсутствует кора головного мозга. S. Pașca lab.
Организм без коры головного мозга. Мыши, использованные в работе, родились без коры головного мозга, но они выжили и нормально перемещались даже без трансплантации. Ученые показали, что грызуны с отсутствующей корой могут успешно осваивать сложные лабиринты. Это доказывает невероятную пластичность нервной системы грызунов, способной компенсировать отсутствие важнейших отделов мозга.
Нейробиологи десятилетиями пытались найти способ изучать живой человеческий мозг, но обычные лабораторные органоиды лишены сосудов и не могут обмениваться сигналами с телом. В предыдущих работах ученые уже пробовали подсаживать человеческие клетки грызунам, но имплантаты сталкивались с жесткой конкуренцией со стороны быстро растущих клеток хозяина.
Нейроны человека, полученные из стволовых клеток (зеленые), через две недели после пересадки в мозг мыши.
Продолжение ниже
Видео
Продолжение
В новом эксперименте исследователи вывели генетически модифицированных мышей, у которых искусственно блокировалось развитие собственной коры головного мозга. Благодаря отсутствию конкурентов пересаженные ткани за несколько месяцев увеличились почти в пять раз и пустили отростки глубоко в спинной мозг грызунов. Имплантаты сформировали редкие специализированные клетки, отвечающие за социальное поведение, которые ранее никогда не удавалось вырастить в пробирке.
Шанс на лечение тяжелых болезней
Исследование ксенокортикации с использованием органоидов человеческого происхождения у мышей.
Соавтор работы, нейробиолог Серджиу Пашка подчеркивает значимость открывающихся возможностей: «Теперь у нас есть очень мощная новая система для понимания того, что делает человеческий мозг уникальным и исключительно уязвимым к болезням».
Новая модель уже доказала свою эффективность в экспериментах. Когда гибридных животных подвергли кислородному голоданию, имитирующему условия, возникающие при детском церебральном параличе, нарушения координации развились только у особей с человеческими тканями. Это открывает путь к созданию препаратов от болезней, которые раньше не поддавались традиционным методам терапии. При этом ученые заверяют, что процедура не делает грызунов «суперинтеллектуальными» и не наделяет их человеческим сознанием.
Загружаем