Онлайн
Мини-мозг, выращенный в лаборатории из индуцированных стволовых клеток, сумел спонтанно развить рудиментарные глазные структуры.
На крошечных органоидах человеческого мозга, выращенных в чашках Петри в питательной среде, возникали пары так называемых глазных бокалов, рассказали ученые из Германии в своей статье, опубликованной на сайте sciencealert.
«Наша работа подчеркивает замечательную способность органоидов мозга генерировать примитивные сенсорные структуры, которые являются светочувствительными и содержат типы клеток, подобные тем, которые обнаруживаются в организме», — сказал нейробиолог Джей Гопалакришнан из Университетской клиники Дюссельдорфа в Германии.
«Эти органоиды могут помочь в изучении взаимодействия между мозгом и глазом во время развития эмбриона, моделировании врожденных заболеваний сетчатки и создании типов клеток сетчатки для индивидуального тестирования лекарств и трансплантации», — подчеркнул ученый.
Органоиды мозга — это не настоящий мозг, а небольшие трехмерные структуры, выращенные из индуцированных стволовых клеток — клеток, взятых у взрослых людей и преобразованных в стволовые клетки, которые могут расти во многие различные типы тканей.
В этом случае эти стволовые клетки вынуждены превращаться в сгустки мозговой ткани без чего-либо, напоминающего сознание. Такие «мини-мозги» используются в исследовательских целях, где использование реального живого мозга было бы невозможно или, по крайней мере, этически сложно — например, для тестирования реакции на лекарства или наблюдения за развитием клеток при определенных неблагоприятных условиях.
На этот раз Гопалакришнан и его коллеги стремились понаблюдать за развитием глаз.
В предыдущих исследованиях другие ученые использовали эмбриональные стволовые клетки для выращивания оптических бокалов, структур, которые развиваются почти во все части глазного яблока во время эмбрионального развития.
Вместо того, чтобы выращивать эти структуры напрямую, команда Гопалакришнана хотела посмотреть, можно ли их выращивать как составную часть органоидов мозга. Это добавило бы преимущества наблюдения за тем, как эти два типа ткани могут расти вместе, а не просто выращивать оптические структуры по отдельности.
«Развитие глаза — сложный процесс, и его понимание может позволить заложить молекулярную основу ранних заболеваний сетчатки», — написали исследователи в своей статье.
«Таким образом, крайне важно изучить глазные бокалы, которые являются зачатком глаза, проксимальный конец которого прикреплен к переднему мозгу, что необходимо для правильного формирования глаза», — подчеркнули ученые.
Из 314 органоидов мозга, которые вырастила команда, у 73% появились глазные бокалы. Их формирование началось на 30-й день, а на 50-й они были уже четко различимы. В те же сроки это происходит при созревании эмбриона. Более того, образовавшиеся структуры содержали зачаточный хрусталик и роговицу, а также различные клетки сетчатки, что позволило им реагировать на свет.
По словам исследователей, команда надеется разработать стратегии для поддержания жизнеспособности этих структур в более длительных временных масштабах для проведения более глубоких исследований с огромным потенциалом.
«Мы считаем, что это — органоиды следующего поколения, помогающие моделировать ретинопатии, возникающие в результате ранних нарушений нервного развития», — отметили авторы исследования.
