Крысы с "человеческим мозгом" помогут в разработке методов лечения пациентов с нейротравмами

Ученые подсадили лабораторным крысам "мини-мозг", состоящий из человеческих клеток, в рамках исследования, которое может в дальнейшем помочь лечить серьезные травмы головного мозга.

В своем эксперименте ученые использовали мозговые органоиды – небольшие скопления клеток человеческого мозга, предварительно выращенные в чаше Петри. Они подсаживали живые органоиды в мозг крыс, и спустя несколько недель те полностью встраивались в нейронную сеть.

По мнению ученых, вполне возможно, подобные манипуляции в дальнейшем будут использоваться для восстановления поврежденных тканей мозга у людей. Для этого нужно будет взять кусочек кожи пациента, поместить его в раствор белков, чтобы он превратился в индуцированные стволовые клетки, которые, в свою очередь, могут стать клетками любого типа.

То есть эти клетки можно превратить в "запасной кусочек" ткани мозга, которая в теории должна идеально подойти пациенту.

Однако эти исследования пока находятся на ранней стадии. Цель описанного выше эксперимента состояла в том, чтобы проверить, смогут ли клетки человеческого мозга и мозга крысы создать прочные связи. "Мы сконцентрировались на том, чтобы пересадить не просто отдельные клетки, а ткань", – сказал ведущий автор исследования, профессор Айзек Чен (Isaac Chen) из Пенсильванского университета.

"У мозговых органоидов есть своя архитектура. Они обладают структурой, которая напоминает головной мозг. Мы сумели изучить отдельные нейроны в этой структуре, чтобы лучше понять процесс интеграции пересаженных органоидов", – добавил он.

Эти органоиды, которые иногда называют "мини-мозгом", выращивались из человеческих стволовых клеток в лабораторных условиях около 80 дней. Затем их подсаживали в мозг взрослых крыс с повреждениями зрительной коры – того участка мозга, который отвечает за зрение.

В течение 90 дней эти органоиды полностью интегрировались в мозг крыс: появлялись кровеносные сосуды, снабжающие "мини-мозг" питательными веществами, органоиды увеличивались в размерах, а их клетки образовывали связи с нейронами мозга крыс.

Когда крысам светили в глаза, нейроны органоидов реагировали на это, и характер их активности менялся в зависимости от световой стимуляции. "Мы не ожидали увидеть такую степень функциональной интеграции настолько быстро", – отметил Чен.

"Нейронные ткани обладают потенциалом для восстановления поврежденных участков мозга. Пока нам не удалось изучить все подробности, но мы уже сделали уверенный первый шаг".

"Теперь нам необходимо выяснить, как можно использовать органоиды в других отделах коры головного мозга – не только в зрительной коре. Мы также хотим понять те законы, которые управляют интеграцией нейронов органоида в мозг, чтобы лучше контролировать и по возможности ускорять этот процесс".

Специалисты по этике уже задаются вопросом, способен ли органоид, созданный в лабораторных условиях, однажды испытать какие-либо чувства. В настоящее время существует консенсус, что фрагменты ткани, использованные в этом новом эксперименте, не способны на самосознание и не могут чувствовать боль. Результаты исследования были опубликованы в журнале Cell Stem Cell.