Учёные создали мышей с человеческим мозгом: на них будут отрабатывать новые методы лечения психических расстройств

Учёные создали мышей, у которых значительная часть мозга состоит из человеческой ткани. Исследователи рассчитывают, что это поможет лучше понять такие заболевания, как шизофрения, эпилепсия, детский церебральный паралич, интеллектуальные нарушения и редкие формы деменции, пишет The Guardian.

В ходе эксперимента в организм животных пересадили выращенные в лаборатории клетки человеческого мозга. Для этого использовали генетически модифицированных мышей, которые рождались без коры головного мозга или гиппокампа. Освободившееся пространство позволило человеческой ткани развиваться внутри черепа грызунов.

Такая процедура даёт возможность брать клетки пациентов с заболеваниями мозга, превращать их в лаборатории в мозговую ткань и выращивать её в живом организме. Затем можно наблюдать, как болезнь развивается в человеческой ткани, и проверять, как на неё действуют лекарства.

По теме: Назальный спрей побеждает старческую деменцию: ученые открыли препарат, который обращает старение мозга вспять

«Мы давно пытаемся найти терапевтические решения для этих состояний, но реальность такова, что психиатрия и неврология отстают от других областей медицины, и у нас меньше методов лечения, чем практически в любой другой сфере, — сказал руководитель исследования, профессор психиатрии Стэнфордского университета Серджиу Пашка. — Это может быть связано с тем, что человеческий мозг очень сложен, но также и с тем, что он недоступен для изучения. В значительной степени наша цель — сделать процессы развития и функционирования человеческого мозга доступными для исследования».

Электрическая активность, проходящая через человеческую мозговую ткань в организме мыши, позволила проследить, как такие клетки взаимодействуют с живой нервной системой.

Работа относится к направлению, связанному с нейронными органоидами — это структуры из человеческих клеток мозга, выращенные в лаборатории и способные формировать небольшие, но сложные образования, имитирующие некоторые свойства настоящего мозга.

Хотя такие исследования могут радикально изменить подход к лечению заболеваний мозга, они вызывают серьёзные этические вопросы. В частности, обсуждается, могут ли такие структуры обрести сознание или способность чувствовать боль, а также как это влияет на благополучие животных, которым их имплантируют.

По словам Пашки, с самого начала работы проводились под строгим этическим контролем.

Эксперты считают, что такой контроль необходимо сохранять. Профессор права Лондонской школы экономики Эмили Джексон, возглавлявшая недавний доклад Совета по биоэтике Наффилда о нейронных органоидах, отметила: «Благополучие животных — крайне важный вопрос, и необходимо внимательно наблюдать за такими животными, чтобы оценить, как это влияет на их состояние».

В предыдущих исследованиях команда из Стэнфорда пересаживала человеческие нейроны в мозг крыс. Ткань приживалась и встраивалась в нервные цепи животных, но пространства для её роста было недостаточно.

Чтобы решить эту проблему, исследователи генетически изменили мышей, ограничив развитие ключевых областей мозга — коры и гиппокампа. Неожиданно животные выживали, поскольку другие части мозга брали на себя новые функции. Внешне такие мыши выглядели нормально, однако двигались менее уверенно и хуже запоминали информацию.

В статье, опубликованной в журнале Nature, Пашка описывает, как новорождённым мышам вводили органоиды человеческого мозга, полученные из перепрограммированных донорских клеток кожи. Каждому животному делали несколько инъекций примерно по 100 тысяч клеток в область, где отсутствовала собственная мозговая ткань. В итоге у грызунов не хватало около 14 млн собственных клеток мозга, а человеческих клеток оказалось примерно 4 млн — по объёму это составило около половины мозга.

Через три месяца после операции человеческая ткань подключилась к кровеносной системе мыши и почти полностью заполнила полость, заняв примерно половину объёма мозга животного. Некоторые человеческие нейроны образовали связи с клетками головного и спинного мозга мыши.

При этом человеческие нейроны были организованы иначе, чем в мозге человека, а сама ткань оставалась незрелой — её состояние соответствовало середине беременности. Эксперименты показали, что пересадка не усилила способности животных, однако их шаткая походка и когнитивные проблемы немного улучшились.

Чтобы показать, как такие модели помогают изучать заболевания, учёные подвергли часть животных воздействию низкого уровня кислорода в течение пяти часов. Это позволило увидеть, насколько уязвимы человеческие нервные клетки к нехватке кислорода — фактору, который при беременности и родах может приводить к детскому церебральному параличу.

Исследователи также обнаружили в человеческой ткани редкие клетки — так называемые нейроны фон Экономо, которые ранее удавалось наблюдать только при посмертных исследованиях. Эти клетки одними из первых погибают при фронтотемпоральной деменции, редкой форме заболевания, и Пашка рассчитывает изучать её с помощью таких моделей.

Руководитель исследовательской группы Лаборатории молекулярной биологии MRC в Кембридже профессор Мэдлин Ланкастер отметила, что такой подход лучше всего подходит для изучения заболеваний и лечения, где необходима модель целого организма.

Вам может быть интересно: главные новости Нью-Йорка, истории наших иммигрантов и полезные советы о жизни в Большом Яблоке – читайте все это на ForumDaily New York

Многие исследователи продолжают выращивать органоиды вне организма, в лабораторных условиях. Предполагается, что это позволит сократить использование животных в экспериментах. «Очевидно, что такие исследования связаны с этическими рисками, и для них должны быть очень серьёзные основания, поскольку большинство научных задач не требует экспериментов на животных, — добавила Ланкастер. — Тем не менее такие работы помогают понять, что необходимо изменить, чтобы лабораторные модели могли развиваться до более зрелого состояния».

Читайте также на ForumDaily:

Что врачи едят на завтрак: рецепты полезных и быстрых блюд

Заболеваемость корью в США бьет рекорды: причиной стало снижение уровня вакцинации

Чтобы не платить $100 000 за липосакцию, женщины вкалывают себе корейский препарат за $95, убивающий жировые клетки

Хотите больше важных и интересных новостей о жизни в США и иммиграции в Америку? — Поддержите нас донатом! А еще подписывайтесь на нашу страницу в Facebook. Выбирайте опцию «Приоритет в показе» —  и читайте нас первыми. Кроме того, не забудьте оформить подписку на наш канал в Telegram  и в Instagram— там много интересного. И присоединяйтесь к тысячам читателей ForumDaily New York — там вас ждет масса интересной и позитивной информации о жизни в мегаполисе.