Учёные заменили часть коры мозга мыши клетками человеческого органоида

Что произошло

Исследовательская группа Stanford University предложила компромиссный подход к изучению человеческих мозговых органоидов. Учёные удалили часть развивающейся коры мозга мыши и имплантировали на её место органоиды человеческой коры.

Чтобы удалить клетки коры, исследователи нашли ген, активный почти во всех кортикальных клетках, и использовали его для удаления ключевого гена, необходимого для разделения хромосом во время деления клеток.

Результаты эксперимента

Несмотря на уничтожение большей части клеток, из которых должна была сформироваться зрелая кора, и сокращение объёма мозга вдвое, мыши смогли выжить. Исследователи дольше оставляли их с матерями для кормления, а затем давали им высококалорийную пищу.

У более чем 85% животных с имплантированными человеческими органоидами трансплантаты успешно интегрировались. В коре таких мышей человеческие клетки составили 92% клеток и сформировали все основные типы нейронов, известные для коры.

Почему это важно

Органоиды формируются из стволовых клеток, имеют трёхмерную структуру и включают разные специализированные клетки. Поэтому они могут быть более реалистичной моделью ткани, чем разрозненные клетки в лабораторной культуре.

При этом обычные мозговые органоиды не имеют связей со специализированными структурами мозга, необходимых для нормальной работы. Пересадка в мозг мыши может дать клеткам более естественное окружение и связи с соседними структурами.

Ограничения метода

Обычные органоиды не связаны с кровеносной системой, которая могла бы передавать вырабатываемые ими вещества в печень, и не содержат перемещающиеся внутри них иммунные клетки.

Ранее человеческие нервные стволовые клетки имплантировали в мозг животных других видов. Однако в таких экспериментах человеческие клетки окружены нормально работающими нейронами хозяина, поэтому было сложно оценить их самостоятельную роль.

Мыши с удалённой корой были иммунокомпрометированы, чтобы избежать реакции на человеческие клетки. Человеческие нейроны созревают значительно медленнее мышиных, поэтому полная замена клеток мозга сталкивается с проблемой формирования необходимых связей.