Po raz pierwszy udało się wyhodować miniaturowe struktury nerwowe z własną siecią naczyniową - „mini-mózgi” do badań i implantacji pacjentów.
W 2013 roku austriaccy naukowcy opracowali metodę wyhodowania małych trójwymiarowych struktur z ludzkich neuronów - „organelli” mózgu do badań biomedycznych. Teraz te technologie zostały przeniesione na wyższy poziom, zmuszając organoid do tworzenia własnego układu naczyniowego i jeszcze bardziej zbliżając go do prawdziwego mózgu.
Ben Waldau i jego koledzy z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Davis donoszą o tym w artykule opublikowanym w czasopiśmie NeuroReport. Zdaniem naukowców, w przyszłości takie organelle mogą pełnić rolę implantów zastępujących utracone fragmenty mózgu. Obecność sieci naczyniowej umożliwia hodowanie i przechowywanie większych struktur dłużej „in vitro”, a także ułatwia ich przyszłą integrację z żywym mózgiem.
Valdau i jego współautorzy uzyskali neurony od pacjentów poddawanych operacji mózgu, zamieniając je w indukowane pluripotencjalne komórki macierzyste. Następnie zostały zmuszone do rozwoju, różnicując się w komórki - prekursory neuronów, a także w komórki śródbłonka, które tworzy ściany naczyń układu krwionośnego i limfatycznego. Po 34 dniach oddzielnej hodowli, obie komórki połączono i umieszczono w żelowej bazie białkowej, po czym hodowano przez kolejne trzy do pięciu tygodni.
Kawałek wyhodowanego organoidu. Strzałka wskazuje naczynie, które wrosło głęboko w swoją strukturę / Pham et al.
W tym czasie ostatecznie uformował się organoid, zamieniając się w „mini-mózg” ze wszystkimi niezbędnymi typami komórek i przesiąknięty złożoną siecią naczyń. Zdaniem naukowców, pod względem złożoności, wynikowa struktura jest porównywalna z mózgiem zarodka w drugim trymestrze rozwoju, chociaż pod względem wielkości wynosi około 3,5 milimetra.
Ponadto prowadzono równoległe eksperymenty, podczas których „na wpół dojrzałe” organelle z komórek - prekursory neuronów i śródbłonka hodowano nie w żelu białkowym, ale w żywym organizmie. W tym celu wszczepiono je chirurgicznie do mózgów myszy. Dwa tygodnie później naukowcy sprawdzili ich stan i stwierdzili, że one również urosły i utworzyły układ naczyniowy.
Sergey Vasiliev
Film promocyjny:
