Ученые вырастили подобие мозга
Австрийским научным работникам впервые получилось вырастить из стволовых клеток напоминающие мозг "органоиды" нервной ткани, в которых нейроны сформировывают различные группы и взаимодействуют между собой.
Работа опубликована в Nature, ей также посвящена редакционная заметка, а краткое содержание исследования можно прочесть в новостной заметке.
В качестве начального материала научные работники употребляли простые человеческие эмбриональные стволовые клетки и индуцированные стволовые клетки (iPS), приобретенные из клеток кожи при помощи конфигурации их программы развития. Клетки предварительно выращивали на искусственной гелевой подложке, а далее переносили во вращающийся биореактор, где они созревали и дифференцировались.
Получившиеся сгустки нервной ткани объемом около 4 мм получили название "органоидов", поскольку их невозможно было назвать полноценными органами (данные "органоиды" не следует путать с внутриклеточными органоидами вроде митохондрий либо аппарата Гольджи). И все же, нервные сгустки имели достаточно трудное строение и выказывали некоторые качества истинного мозга. Нервная ткань в них на микроуровне была организована в слои, напоминающие кору мозга. Различные пространственно удаленные отделы "органоида" взаимодействовали друг с другом. Помимо всего этого, во время созревания нейроны мигрировали из одних отделов "органоида" в иные - таким же образом, как это случается во время формирования нормального мозга.
В отличие от нормального мозга, "ограноиды" в большом масштабе имели неправильную, случайную текстуру. Также, они не содержали кровеносных сосудов, что в значительной степени ограничивало их размер. В том числе и у сгустков ткани диаметром всего в пару мм внутренние клетки страдали от недостатка кислорода.
Научные работники продемонстрировали, что эти синтетические "органоиды" могут понадобиться при исследовании врожденных нарушений развития. Авторам получилось вырастить сгусток нервной ткани из индуцированных стволовых клеток, которые были получены из перепрограммированных клеток кожи жителя нашей планеты с микроцефалией. Как продемонстрировал гистологический тест, полученный органоид содержал аномально высокое количество дифференцированных нейронов. Это, согласно заявлению авторов, может говорить о том, что аномалия развития связана с ускоренным созреванием нервных клеток у таких больных.
Стволовыми именуются клетки, способные преображаться в клетки всевозможных зрелых типов. Последние годы стволовые клетки они используются для выращивания все более сложных органов. Так, из эмбриональных и индуцированных стволовых клеток за несколько последних лет получилось вырастить синтетический мочевой пузырь, почку, печень, а не так давно на их основе (с внедрением бесклеточного матрикса) получилось сделать сердце.
|
