Это может помочь нам отойти от испытаний на животных при разработке лекарств и открыть дверь к персонализированной медицине.
Впечатляющим достижением в области нейронауки стало открытие группы ученых под руководством исследователей из Университета Джонса Хопкинса, которые представили первые органоиды целого мозга — «мини-мозги», включающие в себя ткани из каждой области мозга, соединенные между собой.
Органоиды — это миниатюрные копии органов, выращенных из стволовых клеток в лабораторных условиях. Органоиды мозга уже использовались для ответа на самые разные исследовательские вопросы: от изучения различий в воздействии лекарств на людей до формирования опухолей мозга и того, могут ли гибридные мозговые биокомпьютеры стать частью нашего будущего.
Однако эти новые органоиды отличаются, как объяснила старший автор исследования доктор Энни Катурия.
«Отличительной особенностью является то, что большинство мозговых органоидов представляют собой либо одну область, например, кору или задний мозг, либо головной и спинной мозг, либо центральную нервную систему. Мы взяли кору, средний мозг и задний мозг, а затем соединили нечто среднее между ними — эндотелиальные клетки кровеносных сосудов. Когда мы объединим все эти три вместе, мы получим органоид целого мозга».
Эти типы органоидов гораздо сложнее в производстве, поэтому о них редко сообщалось в прошлом. Более того, группа Катурии даже не планировала создавать их сейчас. В лучших традициях науки всё это произошло по счастливой случайности.
«Честно говоря, это была просто удача. Большинство открытий совершаются именно так», — рассказала она. «Мы пытались создать что-то совершенно иное […] [но], поскольку это ткани развития, и мы пробуем разные временные точки и разные химические вещества, мы случайно создали нечто, имеющее и средний, и задний мозг».
Вот в чем разница: это целый мозг с зачаточным кровоснабжением.
Существуют разные подходы к выращиванию органоидов, но в данном случае Катурия сравнила это со сборкой машины: «мы решили это как инженерную задачу, разработали различные детали и собрали их вместе».
Они выращивали клетки из каждой области мозга, а также клетки-предшественники кровеносных сосудов, в отдельных чашках Петри, а затем соединяли их с помощью белков, которые в описании работы описываются как своего рода «биологический суперклей». По мере роста тканей формировались связи между ними, и даже начали проявляться признаки электрической активности, а также формировался зачаточный гематоэнцефалический барьер (ГЭБ).
«Мы получаем 80-процентное совпадение с мозгом плода на 40-й день», — сказала Катурия. «Предположим, что в мозге плода есть определённое соотношение астроцитов, нейронов и других типов клеток, и мы получаем те же типы, и совпадение составляет 80%. Вот в чём разница: это целый мозг с рудиментарным кровоснабжением».
«Самая лёгкая задача, на мой взгляд, — это поиск лекарств для лечения неврологических расстройств, и особенно нарушений нейроразвития», — сказала Катурия.
Её лаборатория особенно заинтересована в изучении генетической основы аутизма, а также потенциальной роли нарушения васкуляризации и формирования ГЭБ при шизофрении. Частота неудач новых препаратов-кандидатов, проходящих клинические испытания, чрезвычайно высока — для нейропсихиатрических препаратов она приближается к 96%, — и органоиды мозга представляют собой отличную модель для испытаний, подобную человеческой, и к тому же помогают отказаться от экспериментов на животных.
А что дальше в будущем?
«Моя цель — персонализированная медицина», — добавила Катурия.
Возможности действительно захватывающие. Но есть один момент.
«Пожалуйста, не спрашивайте, есть ли у них сознание », — умоляет она. «Подумайте об этом так. Это уменьшенная версия вашего мозга. В вашем мозге 86 миллионов нейронов […] Он очень точно соответствует мозгу плода, но у него нет сознания».
«Я всегда шучу на лекциях, что это как iPhone первой версии. Когда-нибудь мы доберёмся до iPhone 16 с динамическим кровотоком. Это следующий шаг — у нас есть эти зачаточные кровеносные сосуды, и мы хотим, чтобы кровоток был по ним», — пояснила Катурия.
Эти исследования уже ведутся, и мы, безусловно, будем следить за развитием событий.
Оригинал статьи можно прочитать здесь.
Больше информации о самых интересных научных открытиях и удивительных исторических фактах читайте на нашем сайте «Совятня».
Интересные новости, советы по здоровью, ответы на популярные вопросы и цитаты великих ученых ищите в Telegram.
