Исследователи Стэнфорда выращивают человеческую мозговую ткань в мышах для моделирования заболеваний
Учёные Стэнфорда имплантировали человеческие мозговые клетки в генетически модифицированных мышей, создав гибридные мозги, составляющие до половины объёма органа, для изучения неврологических расстройств.
Учёные из Stanford Medicine успешно вырастили человеческую мозговую ткань внутри мышей, при этом трансплантированные клетки составляют до 50 % объёма мозга, согласно исследованию, опубликованному в Nature. Подход включает перепрограммирование кожных клеток пациентов в нейронные клетки, их инъекцию новорождённым мышам, у которых отсутствует кора головного мозга и гиппокамп, и последующее интегрирование человеческих нейронов в кровеносную систему животного.
Инженерные мыши выживают, при этом другие области мозга компенсируют недостающие структуры, а человеческие клетки развиваются в примерно четыре миллиона нейронов, образующих соединения с клетками мышиного мозга и спинного мозга. Ткань остаётся незрелой, сравнимой с мозгом человеческого эмбриона середины беременности, и не даёт когнитивного улучшения, хотя животные демонстрируют умеренные улучшения походки и памяти.
Чтобы продемонстрировать полезность модели, исследователи подвергли некоторых мышей условиям низкого содержания кислорода, имитирующим пренатальную гипоксию, связанную с детским церебральным параличом. Человеческие нейроны показали повышенную чувствительность к недостатку кислорода. Команда также обнаружила нейроны фон-Экономо в трансплантатах — тип клеток, ранее наблюдавшийся только в посмертных исследованиях и связанный с фронтотемпоральной деменцией, который исследователи планируют изучать дальше.
"Эти животные модели предоставляют уникальную возможность изучать, как изменения в человеческой мозговой цепи, связанные с болезнью, проявляются в целостной нервной системе," сказал Сергиу Пашка, профессор психиатрии и поведенческих наук в Stanford Medicine.
Проект проводился под этическим надзором, в соответствии с рекомендациями Международного общества исследований стволовых клеток и с использованием клеток, полученных с согласия доноров. Биологические этики, включая членов Британского совета по биоэтике Nuffield, подчёркивают необходимость постоянного мониторинга благополучия животных и более широких этических последствий создания гибридных мозгов.
Критики утверждают, что выращивание человеческой ткани в полости грызуна может не точно отражать естественное развитие человеческого мозга и предлагают, что модели органоидов, созданные в лаборатории, могут снизить зависимость от экспериментов на животных.