Учені виростили мозок поза організмом людини: подробиці наукового прориву
Робоча тривимірна модель тканини мозку людини, вирощена з індукованих плюрипотентних стовбурових клітин, дала більше можливостей для дослідження взаємодій між здоровими і аномальними клітинами мозку
В ході дослідження під керівництвом нейробіологів з Університету Тафтса в Массачусетсі вчені виростили маленькі мізки поза людським тілом на основі індукованих плюрипотентних стовбурових клітин (ІПСК). Стаття про роботу опубліковано в журналі ACS Biomaterials Science & Engineering, передає Хвиля.
“Ми знайшли відповідні умови для того, щоб ІПСК диференціювалися в різні нейронні підтипи, а також астроцити, що підтримують зростання нейронних мереж», — розповідає інженер-біомедик Девід Каплан.
Застосування стовбурових клітин для вирощування органоїдів нервової тканини саме по собі не нове. Вже якийсь час ця технологія використовувалася для створення моделей людського мозку, що дозволило вивчати його не тільки в скляному посуді, але і в тваринних моделях.
Проте з цим процесом пов’язано чимало складнощів у розвитку таких згустків тканини. Часто вони виростають в щільні кластери, не дозволяючи кисню циркулювати і не даючи вибрати окремі клітини, при цьому зберігаючи автентичну, тривимірну структуру.
Вирощування нервових тканин в точну подобу мережі з клітин мозку, яку можна вивчити, вимагає ідеального «рифу», на якому будуть кріпитися клітини, а також правильного оточення, яке б сприяло їх диференціюванню в правильні типи клітин.
Деякі вчені використовують для цього тканеподібні гідрогелі, тоді як інші вдаються до пористих полістирольних каркасів. У кожного з підходів є свої переваги, але обидва досить дорогі.
Новий метод змішує всі підходи, створюючи павутиноподібну матрицю з фіброіну для розподілу клітин, а потім занурює її в колагеновий гідрогель для досягнення автентичної несучої конструкції.
“Шовково-колагенові каркаси являють собою правильне середовище для виробництва клітин з генетичними сигнатурами і електричними сигналами, присутніми в природних нейронних тканинах”, – пояснює Каплан.
Така збалансована архітектурна конструкція — відмінне житло для стовбурових клітин, де вони можуть влаштуватися і розвинутися в різноманітні клітини, присутні в мозку дорослої людини.
За рахунок надання форми «пампуха» структурі матриці дослідники використовували центральне вікно для спостереження за ростом тканин в реальному часі. У майбутньому різні структури можуть допомогти спостерігати за зростанням та іншими способами.
З огляду на складнощі та етичні проблеми у вивченні росту і розвитку як здорових, так і хворих людських нейронних мереж, для дослідження вкрай важливі способи аналізу росту клітин мозку в природному середовищі. Ці органоїди стали багатообіцяючим кроком в потрібному напрямку.
“Зростання нейронних мереж підтримується і дуже послідовне в тривимірних моделях тканин, незалежно від того, використовуємо ми клітини здорових людей або клітини хворих Альцгеймером або Паркінсоном, – пояснює дослідник з Університету Тафтса Вільям Кентлі. — Це надає нам надійну платформу для вивчення різних хвороб і здатність довше спостерігати за тим, що відбувається з клітинами».
Нагадаємо, названо популярні ліки, які не допомагають: українці витрачають на них мільярди.
Як повідомляла Politeka, вчені використовували «гормон щастя» для лікування аутизму.