Исследователи Стэнфорда создали мышей с человеческой мозговой тканью для изучения неврологических расстройств
Учёные Стэнфорда имплантировали человеческие нейроны в мышей, создав гибридные мозги, составляющие до половины объёма, чтобы моделировать такие состояния, как шизофрения и детский церебральный паралич.
Исследователи Stanford Medicine создали мышей, чьи мозги содержат человеческую нейронную ткань, способную занимать до 50 % объёма мозга. Эти гибридные животные предназначены служить живыми моделями сложных неврологических расстройств, которые трудно изучать у людей.
Команда во главе с профессором Сергиу Пашка перепрограммировала кожные клетки пациентов в нейронные предшественники, ввела примерно 100 000 клеток в новорождённых мышей, у которых отсутствовали корная часть мозга и гиппокамп, и позволила ткани созреть в течение трёх месяцев. К этому времени трансплантаты интегрировались с кровеносной системой мыши и образовали около четырёх миллионов человеческих нейронов, некоторые из которых соединялись с клетками мышиного мозга и спинного мозга. Трансплантированная ткань оставалась развивающейся, сравнимой со среднегестационным человеческим плодовым мозгом, и не приводила к измеримым когнитивным улучшениям, хотя мыши показали небольшие улучшения в походке и задачах на память.
Чтобы продемонстрировать полезность модели, учёные подвергли часть мышей условиям низкого уровня кислорода в течение пяти часов, имитируя пренатальную гипоксию, которая может привести к детскому церебральному параличу. Человеческие нейроны проявили повышенную чувствительность к дефициту кислорода. Исследователи также обнаружили в трансплантатах нейроны фон Экономо, тип клеток, ранее наблюдаемый только в посмертных человеческих мозгах и связанный с фронтотемпоральной деменцией, и планируют дальнейшее изучение этого явления.
«Эти животные модели предоставляют уникальную возможность изучать, как связанные с болезнью изменения в человеческой мозговой схеме проявляются в целостной нервной системе», — сказал Пашка в заявлении Stanford Medicine.
Работа проводилась под институциональным этическим надзором и соответствует рекомендациям Международного общества исследований стволовых клеток, с согласия доноров на использование человеческих клеток. Биоуэтики, включая членов Британского совета по биоэтике Nuffield, призвали к продолжительному мониторингу благополучия животных и этических вопросов, связанных с интеграцией человеческой мозговой ткани в грызунов.
Критики отмечают, что хотя in-vivo модели обеспечивают васкуляризацию и физиологический контекст, искусственная среда полости мыши может не полностью воспроизводить естественное развитие человеческого мозга, и некоторые учёные выступают за подходы, основанные исключительно на органоидах, чтобы сократить использование животных.