Биоинженеры вырастили человеческий мозг размером меньше миллиметра

Авторы вырастили из индуцированных плюрипотентных стволовых клеток человека настоящий крошечный мозг. Размер такого органоида составляет всего примерно 0,35 мм. Он имеет шаровидную форму и содержит четыре типа нейронов и два типа вспомогательных клеток – астроциты и клетки, образующие миелин – проводящую оболочку между нейронами. Удивительно, но такой мини-мозг показывает и электрофизиологическую активность, подобную той, которую фиксирует электроэнцефалограмма.

О своем достижении авторы сообщили на ежегодной конференции Американской ассоциации содействия развитию науки, которая проходит в Вашингтоне.

По словам ученых, их открытие в будущем поможет отказаться от тестирования новых лекарственных препаратов на животных и перейти к испытанию на таких мини-моделях мозга.

«Множество видов лекарств, которые показывают хорошие результаты при тестировании на животных, в клинических испытаниях на людях оказываются просто провальными. А это затраты и денег, и времени. Испытания на моделях, которые схожи с человеческим мозгом, будут более эффективными. И мы надеемся, что в будущем такие модели будут широко использоваться», - говорит ведущий автор исследования доктор Томас Хартунг (Thomas Hartung).

В своих исследования доктор Хартунг и его коллеги использовали клетки кожи здоровых людей, которые они превратили при помощи известной технологии в индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (iPSC). Затем с помощью разных транскрипционных факторов iPSC заставили превратиться в четыре разные типы нейронов и два типа вспомогательных клеток - астроциты и олигодендроциты.

Как раз олигодендроциты формируют миелиновую оболочку – «мозговую электропроводку», по которой идут нервные импульсы от одного нейрона к другому. Это очень важно для работы мозга.

Вся процедура выращивания мини-мозга заняла примерно два месяца. Причем, в одной чашке Петри, утверждают авторы, может расти одновременно около ста таких крошечных органоидов.

Если же использовать клетки кожи не здоровых людей, как в нынешнем эксперименте, а с различными неврологическими и психическими заболеваниями, то можно выращивать органоиды с теми же самыми заболеваниями. Тогда на них можно тестировать лекарственные препараты и изучать механизмы развития болезней.

Ученые уже подали патент на свою разработку и собираются производить мини-мозги в промышленном масштабе. Проект носит название ORGANOME.

Добавим, что эта попытка создания мини-мозга или отдельных структур головного мозга – не первая.

Например, в прошлом году биоинженерам из Стэнфордского университета (США) удалось также из индуцированных плюрипотентных человеческих стволовых клеток вырастить кусочки настоящей коры головного мозга. Они также представляли собой крошечные сфероиды, диаметр которых не превышал 5 мм. Сфероиды состояли из нейронов разных типов и астроцитов, которые были сгруппированы в несколько слоев. Удивительно, что нейроны формировали синапсы и отвечали на внешние раздражители.

А вот совсем недавно биоинженерам из Университета Брауна (США) удалось вырастить, как говорят сами авторы, дешевый модельный крошечный мозг, но не человеческий, а мышиный. Они использовали не стволовые клетки, а небольшой фрагмент ткани головного мозга мыши, полученный при помощи биопсии.

Стоит добавить, что все эти органоиды создаются для того, чтобы тестировать новые лекарственные препараты, разрабатывать новые методы лечения неврологических и психических заболеваний. Здесь любителей научной фантастики ждет разочарование - выращенный в лаборатории мозг думать не может.