Ученые создали в лаборатории мини-мозги…. с «глазами»

Исследователи неожиданно совершили прорыв в выращивании мини-органов в лаборатории. При помощи плюрипотентных стволовых (иПС) клеток команда спровоцировала мозговые органоиды к развитию рудиментарных глазных структур, способных чувствовать свет и отправлять сигналы остальному мозгу.  

Человеческий мозг – одно из наиболее сложных явлений в природе. Чтобы лучше понять его, ученые занялись созданием миниатюрных версий этого органа в лаборатории. Для этого у взрослых доноров берут клетки кожи, обращают их обратно в стволовые клетки и размещают в культуру, имитирующую условия развивающегося мозга, что в свою очередь служит толчком для формирования различных клеток мозга. Результат: трехмерная модель мозга размером с горошину, которую можно использовать для исследования развития, болезней или воздействий наркотических веществ.

Исследователи под руководством Университетской клиники Дюссельдорфа пошли дальше. Команда вырастила «полноценные» органоиды мозга со зрительными чашками – зрительными структурами, которые находятся в глазу там, где зрительный нерв соединяется с сетчаткой. Они выросли симметрично в передней части мини-мозга, что придало органоиду занятный вид.

Но, что важнее всего, эти зрительные чашки были функционирующими. В них находились различные типы клеток сетчатки, сформировавшие нейронные сети, которые реагировали на свет и посылали эти сигналы мозгу. Также сформировались хрусталик и ткань роговицы.

Нервные волокна ганглиозных клеток сетчатки в мозге млекопитающих тянутся, чтобы соединиться со своими целями в нем, и никогда прежде этот аспект не проявлялся в системе in vitro».

Команда использовала стволовые клетки от четырех доноров и вырастила 314 органоидов мозга в 16 группах, примерно 72% из которых образовали зрительные чашки. Эти структуры начали появляться к 30-му дню, и полностью они развились в течение 50 дней, что соответствует срокам развития сетчатки у человеческого эмбриона, как утверждают ученые. Исследование показывает, что эта техника воспроизводима, хотя еще предстоит проделать работу по продлению жизни органоидов для дальнейших исследований.

Наша работа демонстрирует замечательную способность органоидов мозга образовывать примитивные чувствительные структуры, чувствительные к свету и содержащие типы клеток, схожие с теми, что присутствуют в теле. Эти органоиды могут помочь в изучении взаимодействий глаза и мозга в период развития эмбриона, моделировании врожденных заболеваний сетчатки и образовании типов клеток сетчатки, специфичных для пациента, для индивидуального тестирования лекарств и трансплантационной терапии.