Выращен искусственный «мини-мозг», близкий мозгу 40-дневного плода
Соединив различные органоиды, ученые получили «мини-мозг» человека, содержащий 80% типов клеток мозга 40-дневного плода. Результаты захватывающих экспериментов описаны в статье на bioRxiv.
«Мы приближаемся к тому, чтобы создать что-то близкое к мозгу плода», — поделилась Энни Катурия из Университета Джонса Хопкинса в Мэриленде.
По ее словам, цель этой работы — создание органоидов, более подходящих для изучения таких состояний, как аутизм и шизофрения, которые сложно исследовать на животных.
«Если мы хотим изучать заболевания, токсикологию или воздействие окружающей среды на мозг в пробирке, его нужно сделать максимально похожим на человеческий. Я бы сказала, что он немного лучше, чем мозг мыши, но пока хуже, чем человеческий — что-то среднее», — рассказала нейробиолог.
Считать полученный результат человеческим мозгом все-таки преждевременно — терминологически точнее называть его многорегиональным мозговым органоидом, подчеркнула Катурия.
«Мы очень далеки от того момента, когда придется беспокоиться о том, что в нем может развиться сознание, чувство боли или интеллект», — успокоила она.
За последние два десятилетия стало возможным выращивать миниатюрные версии многих человеческих органов из стволовых клеток, помещая их в подходящие химические и физические условия. Органоиды человеческого мозга впервые были получены в 2013 году в Лаборатории молекулярной биологии MRC в Кембридже.
Они уже широко используются как в медицинских исследованиях, так и в попытках создать живые процессоры искусственного интеллекта. Однако такие образцы включают мало клеток и не отличаются особым разнообразием их типов, что делает органоиды миниатюрными версиями определенных областей мозга, нежели целым органом. Они никогда не вырастают больше нескольких миллиметров, потому что в отсутствие развития кровеносных сосудов нейроны в центре органоидов гибнут без кислорода.
Катурия и ее коллеги вырастили органоиды из клеток переднего и заднего мозга, а также эпителиальный органоид для образования сосудов, и через 20 дней соединили их. Культуры не просто слились, но проросли друг в друга — их клетки перемешались.
Эксперименты повторили со стволовыми клетками трех человек, но каждый слитый органоид был получен из клеток одного человека.
Такие структуры схожей сложности, которые называют иногда ассемблоидами, сумели создать несколько команд, прокомментировала Мадлен Ланкастер из MRC. Но пока никому не удалось вырастить органоиды с развивающимися сосудами.
Нейробиологи в сотрудничестве с инженерами намерены разработать формы движения жидкости в «мини-мозге» для стимуляции развития его сосудистой сети, рассказала Катурия.
По ее прогнозу, в какой-то момент эксперименты придется остановить из этических соображений — но произойдет это не ранее чем через десять лет.
