Vědci pěstují lidské mozkové buňky u myší, aby mohli studovat nemoci

Vědci implantovali lidské mozkové buňky do mozků mladých myší, kde buňky rostly a vytvářely spojení.

Je to součást snahy lépe studovat evoluci lidského mozku a nemoci, které postihují tyto složitější orgány, díky čemuž jsme to, kým jsme, ale dlouho zahalení tajemstvím.

„Je možné, že mnoho poruch, jako je autismus a schizofrenie, jsou výhradně lidské,“ řekl Dr. Sergio Pasca, hlavní autor studie popisující práci, publikované ve středu v časopise Nature.

Metody, které nezahrnují odstranění tkáně z lidského mozku, jsou „slibnými způsoby, jak se pokusit tyto stavy léčit“.

Výzkum je založen na práci předchozího týmu Vytváření „organel“ v mozku, drobných struktur připomínajících lidské orgány, které jsou také vyrobeny tak, aby reprezentovaly ostatní Jako jsou játra, ledviny, prostata nebo její hlavní části.

Aby vytvořili mozkové organely, vědci ze Stanfordské univerzity transformovali lidské kožní buňky na kmenové buňky a poté je přemluvili, aby se staly několika typy mozkových buněk. Tyto buňky se pak množí a vytvářejí organely připomínající mozkovou kůru, nejvzdálenější vrstvu lidského mozku, která hraje klíčovou roli ve věcech, jako je paměť, myšlení, učení, uvažování a emoce.

Vědci transplantovali tyto organely do dvou až třídenních krysích mláďat, což je fáze, kdy se mozkové spoje stále tvoří. Organely rostly tak, že nakonec obsadily třetinu hemisféry krysího mozku, kam byly transplantovány. Neurony z organel vytvořily pracovní spojení s okruhy v mozku.

Lidské neurony byly již dříve transplantovány hlodavcům, ale obecně dospělým zvířatům, obvykle myším. Toto je poprvé, kdy byly tyto organely umístěny do mozků raných myší, řekl Pasca, profesor psychiatrie na Stanfordské lékařské fakultě, a vytvořil „nejpokročilejší lidské mozkové obvody, jaké byly kdy vytvořeny z lidských kožních buněk, a dokázal, že transplantované lidské neurony mohou ovlivnit chování zvířat.

Aby vědci prozkoumali praktické využití tohoto přístupu, implantovali do obou stran potkaního mozku organoidy: jeden z buněk zdravého člověka a druhý z buněk někoho s Timothyho syndromem, vzácným genetickým onemocněním spojeným se srdečními problémy a autistickým spektrem. porucha.

Po pěti až šesti měsících viděli účinky nemoci související s aktivitou neuronů. Existovaly rozdíly v elektrické aktivitě obou stran a neurony od osoby s Timothyho syndromem byly mnohem menší a nevyrašily jako mnoho rozšíření, která zachycují vstup z blízkých neuronů.

Vědci, jejichž studie byla částečně financována Národním institutem zdraví, uvedli, že by mohli provádět stejný druh experimentů s použitím organoidů vyrobených z buněk lidí s poruchami, jako je autismus nebo schizofrenie – a potenciálně se dozvědět nové věci o tom, jak tyto stavy ovlivňují. tělo.. mozek taky.

Doktorka Flora Vaccarino z Yale University – která dříve pěstovala shluky obsahující mozkovou kůru vytvořenou z DNA lidí s autismem – uvedla, že studie posouvá obor kupředu.

„Je velmi působivé, co zde dělají, pokud jde o to, co nám tyto buňky mohou skutečně ukázat z hlediska jejich pokročilého vývoje…u myší,“ řekl Vacarino, který se na studii nepodílel.

Takové pokusy na zvířatech vzbuzují etické obavy. Pasca například řekl, že on a jeho tým si jsou vědomi toho, jak jsou myši dobře a zda se stále chovají normálně s organelami uvnitř, což podle něj dělají. Pasca si však nemyslí, že by se to mělo zažít u primátů. Etici také zpochybňují možnost, že by budoucí mozkové organoidy dosáhly něčeho jako lidské vědomí, což je podle odborníků nyní vysoce nepravděpodobné.

Někteří vědci studují organoidy lidského mozku mimo zvířata. Například výzkumníci z ETH Zurich ve Švýcarsku zveřejnili soubor Studium v ​​přírodě Začátkem tohoto měsíce popsali, jak pěstují tkáň podobnou mozku z kmenových buněk v laboratoři a poté mapují typy buněk v různých oblastech mozku a geny, které regulují jejich růst. Někteří používají tyto struktury ke studiu autismu.

Pasca řekl, že mozkové organely by mohly být také použity k testování nových léčebných postupů pro neuropsychiatrické poruchy, celosvětově největší příčinu invalidity. Takový výzkum by podle něj měl vědcům pomoci podniknout kroky, které byly dosud tak obtížné, protože je tak těžké dostat se do lidského mozku – což je „důvod, proč v psychiatrii tak zaostáváme ve srovnání s jakýmkoli jiným odvětvím psychiatrie“. Medicína z hlediska léčby“ .

___

Oddělení zdravotnictví a vědy Associated Press dostává podporu od divize vědeckého vzdělávání lékařského institutu Howarda Hughese. AP je výhradně odpovědná za veškerý obsah.