Человеческие мозговые органоиды широко интегрируются в мышах без корковых клеток
Исследователи пересадили лабораторно выращенные человеческие мозговые ткани в генетически модифицированных мышей без коры головного мозга, где человеческие клетки заполнили большую часть пустого пространства и образовали нейронные связи, создав новую платформу для изучения нейроразвитийных расстройств.
Лабораторно выращенные человеческие мозговые органоиды, пересаженные в новорожденных мышей, у которых отсутствует кора головного мозга, расширились, заняв более 90 % вакантной полости мозга, и образовали соединения с нервной системой хозяина, сообщили исследователи. Исследование, опубликованное в журнале Nature, описывает самую обширную интеграцию человеческих мозговых клеток в животную модель на сегодняшний день и направлено на создание более реалистичной платформы для тестирования лекарств и изучения расстройств развития мозга.
Мыши были генетически модифицированы так, что предшествующие клетки, предназначенные стать корой головного мозга, не выживают, оставляя большой пустой простор. Без конкуренции со стороны мышиных нейронов имплантированная человеческая ткань выросла почти в пять раз за два-три месяца, посылая проекции глубоко в спинной мозг и дифференцируясь в специализированные типы нейронов, включая крупные веретенообразные клетки, похожие на нейроны фон-Экономо.
"Теперь у нас есть очень мощная новая система для понимания того, что делает человеческий мозг уникальным и особенно уязвимым к болезням," — сказал соавтор Сергиу Пашка, нейробиолог из Стэнфордского университета. Команда подчеркнула, что обширный этический надзор, включая рассмотрение независимыми биоэтическими панелями, руководил работой.
Развитийный нейробиолог Мадлен Ланкастер, не участвовавшая в исследовании, отметила, что процедура была проведена через несколько дней после рождения, после того как основная wiring (схема соединений) мышиного мозга была установлена, что снижает опасения, что человеческие клетки могут влиять на высшие когнитивные функции. Поведенческие тесты не показали повышения интеллекта у грызунов.
Подход опирается на более ранние работы, в которых человеческие органоиды были пересажены в новорожденных крыс, но в тех моделях существовала конкуренция за пространство со стороны быстро растущей крысиных мозговых тканей. Удалив эту конкуренцию, текущее исследование достигло гораздо большей интеграции, предлагая перспективный путь для оценки терапий, таких как антисмысловые олигонуклеотиды, при состояниях, таких как синдром Тимоти, аутизм и эпилепсия.