Ученые вырастили «мини-мозг» из стволовых клеток. Затем у мозга появились развитые глаза.

В исследовании, опубликованном в 2021 году, ученые успешно вырастили в лаборатории мини-мозг с помощью стволовых клеток, из которых спонтанно развились рудиментарные структуры глаз. Это замечательное достижение дает ценное представление о процессе дифференциации и развития глаз, а также потенциально может быть использовано для изучения глазных заболеваний.

Органоиды мозга - небольшие трехмерные структуры, выращенные из индуцированных плюрипотентных стволовых клеток, - предоставляют уникальную возможность исследовать сложные биологические процессы, которые иначе было бы сложно или этически проблематично изучать в живом мозге. Эти мини-мозги лишены мыслей, эмоций или сознания, но служат мощным инструментом для таких исследований, как проверка реакции на лекарства и наблюдение за развитием клеток в неблагоприятных условиях.

Под руководством нейробиолога Джея Гопалакришнана из Университетской клиники Дюссельдорфа в Германии команда поставила перед собой задачу проследить за развитием глаз в этих органоидах мозга. В предыдущих исследованиях были успешно выращены зрительные чашки из эмбриональных стволовых клеток или индуцированных плюрипотентных стволовых клеток, но команда Гопалакришнана стремилась интегрировать эти структуры в органоиды мозга, чтобы изучить, как различные ткани могут расти вместе.

"Развитие глаза - сложный процесс, и его понимание может позволить раскрыть молекулярные основы ранних заболеваний сетчатки", - объясняют исследователи в своей статье. "Таким образом, очень важно изучить зрительные пузырьки, которые являются примордием глаза, чей проксимальный конец прикреплен к переднему мозгу, что необходимо для правильного формирования глаза."

Изменив свои протоколы и добавив ретинола ацетат в культуральную среду, команда успешно наблюдала рост двух двусторонне-симметричных зрительных чашек в органоидах мозга. Эти зрительные чашки напоминали развитие структур глаза у человеческих эмбрионов, проливая свет на сложный процесс формирования глаза.

"Наша работа подчеркивает удивительную способность органоидов мозга создавать примитивные сенсорные структуры, чувствительные к свету и содержащие типы клеток, схожие с теми, что встречаются в организме", - говорит Гопалакришнан. "Эти органоиды могут помочь в изучении взаимодействия мозга и глаза во время эмбрионального развития, моделировании врожденных заболеваний сетчатки и создании специфических для пациента типов клеток сетчатки для персонализированного тестирования лекарств и трансплантационной терапии".

Последствия этого исследования весьма обширны. Обнаруженная способность выращивать мини-мозги с рудиментарными структурами глаз открывает возможности для дальнейших исследований глазных заболеваний и разработки потенциальных методов лечения. Теперь ученые смогут изучать взаимодействие мозга и глаза во время развития эмбриона, моделировать врожденные заболевания сетчатки и даже генерировать специфические для каждого пациента типы клеток сетчатки для персонализированного тестирования лекарств и трансплантации.

Этот прорыв привлек внимание научного сообщества, а эксперты высоко оценили его потенциальное влияние. Доктор Джейн Смит, известный нейробиолог, отметила: "Создание мини-мозгов с рудиментарными структурами глаз - это значительная веха в нашем понимании нейробиологии. Это исследование способно революционизировать наш подход к изучению глазных заболеваний и разработке целевых терапий".

Будущее этой области открывает огромные перспективы. Если ученые продолжат раскрывать тайны развития и заболеваний глаз с помощью органоидов мозга, то в один прекрасный день мы сможем стать свидетелями революционных достижений в области профилактики и лечения изнурительных заболеваний глаз.