Вчені щойно виростили перший в історії «міні-мозок» із клітин кількох людей

Вчені вперше виростили 3D-моделі мозку, використовуючи клітини кількох людей. Нові гібридні творіння, які дослідники назвали «химероїдами», є різновидом органоїдів мозку — крихітних 3D-моделей із тканини, які імітують структуру та функції повнорозмірного мозку. Ці моделі більш точні для людської біології, ніж 2D моделі клітин або тварин, як-от лабораторні миші. Через це вчені сподіваються, що моделі прискорять дослідження та розробку ліків. 

Як правило, органоїди мозку вирощують із клітин, зібраних лише від одного донора. Це означає, що вони не можуть вловити генетичну мінливість, яка існує між людьми, яка може вплинути на розвиток мозку людини та її реакцію на наркотики. 

Створення химероїдів може подолати цю перешкоду, вважають вчені, що стоять за новим дослідженням, опублікованим 26 червня в журналі Nature. За їхніми словами, таке «село в тарілці» може бути особливо корисним на ранніх стадіях перевірки наркотиків.  Раніше дослідники вирощували листи клітин мозку зі стовбурових клітин різних людей, але це перший випадок, коли 3D-моделі мозку вирощували таким чином. 

«Химероїди — це захоплюючий інструмент, який буде широко поширений у сфері нейророзвитку, ймовірно, з різними застосуваннями», — написав у своїй статті Апарна Бхадурі, доцент кафедри біологічної хімії Каліфорнійського університету в Лос-Анджелесі, який не брав участі в дослідженні. коментар до дослідження. 

Щоб створити химероїди, дослідники зібрали стовбурові клітини у п’яти людей, а потім у лабораторії використали хімічні речовини, що стимулюють ріст, щоб спонукати їх вирости в органоїди мозку — у кожному з яких були клітини лише однієї людини. Потім вчені розірвали отримані органоїди на частини та рекомбінували клітини всередині них, щоб утворити химероїди. Це гарантувало, що кожен химероїд містить однакову кількість клітин, отриманих від кожної людини. 

Через три місяці химероїди мали приблизно 0,12-0,2 дюйма (3-5 міліметрів) у діаметрі і містили ті самі типи клітин, які зазвичай знаходяться в корі — зовнішньому шарі мозку — плода. 

Окремо команда піддала хімероїдів дії двох нейротоксичних хімічних речовин: етанолу, який пов’язаний із розладами фетального алкогольного спектра, та протиепілептичного препарату вальпроєвої кислоти, який може збільшити ризик вроджених вад. Команда виявила, що клітини, отримані від різних донорів, по-різному реагували на ці препарати, наприклад, з погляду того, наскільки хімічні речовини перешкоджали їхньому росту. 

За словами вчених, якщо збільшити масштаб, щоб містити клітини ще більшої кількості людей, химероїди теоретично могли б допомогти визначити, як пацієнти реагуватимуть на ліки, перш ніж їх перевірять у клінічних випробуваннях. Потім їх можна було б розділити на конкретні групи відповіді на лікування. 

«Я в захваті від того, що чекає майбутнє з точки зору використання органоїдів, таких як хімероїди, для розробки абсолютно нових способів досягнення терапевтичних інновацій для неврологічних захворювань», — Паола Арлотта, співавтор дослідження та професор стовбурових клітин і регенеративної біології в Гарвардському університеті, повідомив Live Science в електронному листі.