Міні-мозок, вирощений в лабораторії зі стовбурових клітин, спонтанно розвинув рудиментарні очні структури, повідомили вчені.
На крихітних органоїдах людського мозку, вирощених у посуді, спостерігався ріст двох двосторонньо симетричних оптичних чашок, що відображає розвиток очних структур у людських ембріонів. Цей неймовірний результат може допомогти нам краще зрозуміти процес диференціації та розвитку очей, а також очних захворювань.
«Наша робота підкреслює чудову здатність мозкових органоїдів генерувати примітивні сенсорні структури, які чутливі до світла і містять типи клітин, подібні до тих, що знаходяться в організмі, – сказав нейробіолог Джей Гопалакрішнан з Університетської лікарні Дюссельдорфа в Німеччині. – Ці органоїди можуть допомогти вивчати взаємодію між мозком і оком під час розвитку ембріона, моделювати вроджені порушення сітківки і генерувати специфічні для пацієнта типи клітин сітківки для персоналізованого тестування ліків і трансплантаційної терапії».
Органоїди мозку – це не справжній мозок, як ви можете собі уявити. Це невеликі тривимірні структури, вирощені з індукованих плюрипотентних стовбурових клітин – клітин, отриманих від дорослих людей і перероблених в стовбурові клітини, які мають потенціал для переростання в багато різних типів тканин.
В цьому випадку ці стовбурові клітини можуть вирости в згустки мозкової тканини, що не мають нічого схожого на думки, емоції або свідомість. Такі «міні-мізки» використовуються в дослідницьких цілях, де використання справжнього живого мозку було б неможливим або, щонайменше, етично складним – наприклад, для тестування реакції на ліки або для спостереження за розвитком клітин за певних несприятливих умов. Цього разу Гопалакрішнан та його колеги планували спостерігати за розвитком очей.
У попередніх дослідженнях інші вчені використовували ембріональні стовбурові клітини для вирощування оптичних чашок, структур, які перетворюються на майже всю очну оболонку під час ембріонального розвитку. В інших дослідженнях були розроблені структури, подібні до чашок зорового нерва, з індукованих плюрипотентних стовбурових клітин.
Замість того, щоб вирощувати ці структури безпосередньо, команда Гопалакрішнана хотіла побачити, чи можна їх виростити як інтегровану частину органоїдів мозку. Це дало б змогу побачити, як ці два типи тканин можуть рости разом, а не просто вирощувати оптичні структури ізольовано.
Попередні роботи з розвитку органоїдів показали наявність клітин сітківки, але вони не розвивали оптичні структури, тому команда змінила свої протоколи. Вони не намагалися форсувати розвиток суто нейронних клітин на ранніх стадіях нейронної диференціації і додали в культуральне середовище ацетат ретинолу в якості допоміжного засобу для розвитку ока.
Їх ретельно доглянутий дитячий мозок сформував зорові чашки вже на 30 день розвитку, а структури були чітко помітні на 50 день. Це узгоджується з термінами розвитку очей у людського ембріона, а значить, ці органоїди можуть бути корисними для вивчення тонкощів цього процесу.
Є й інші наслідки. В оптичних чашках містилися різні типи клітин сітківки, які організовувалися в нейронні мережі, що реагували на світло, і навіть містили тканину кришталика і рогівки. Нарешті, структури демонстрували зв’язок сітківки з ділянками мозкової тканини.
З 314 органоїдів мозку, які виростила команда, 73% розвинули зорові чашки. Команда сподівається розробити стратегії підтримки життєздатності цих структур на триваліший час для проведення більш поглиблених досліджень з величезним потенціалом, кажуть дослідники.
«Можуть бути розроблені органоїди мозку, що містять оптичні везикули, які відображають високоспеціалізовані типи нейронних клітин, що відкриває шлях до створення персоналізованих органоїдів і пігментних епітеліальних листів сітківки для трансплантації, – пишуть вони в своїй роботі. – Ми вважаємо, що [це] органоїди наступного покоління, які допомагають моделювати ретинопатії, що виникають в результаті ранніх порушень нейророзвитку».
Ви можете допомогти Україні боротися з російськими окупантами. Найкращий спосіб зробити це – пожертвувати кошти Збройним Силам України через Savelife або через офіційну сторінку НБУ.
Читайте також:
Leave a Reply