Ученые вырастили в пробирке мини-мозг с живыми глазами

Биологи из университетской клиники Дюссельдорфа (Германия) вырастили в лаборатории органоид головного мозга с зачатками глаз, которые реагируют на свет. Они реагируют на свет и посылают сигналы в мозг. Полученная модель может помочь в исследованиях взаимодействия двух органов во время развития эмбриона, в моделировании врожденных заболеваний сетчатки и тесте лекарств, передает BaigeNews.kz.

Как сообщается в опубликованной в журнале Cell Stem Сell статье, исследователи сделали поразительный прорыв в выращивании мини-органов в лабораторных условиях. Используя индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (ИПСК), команда индуцировала органоиды мозга для развития рудиментарных структур глаза, которые могут воспринимать свет и посылать сигналы в остальную часть мозга.

Человеческий мозг — одна из самых сложных вещей, когда-либо созданных природой, поэтому, чтобы помочь нам лучше понять его, ученые делают миниатюрные версии в лаборатории. Клетки кожи берутся у взрослых доноров, превращаются обратно в стволовые клетки и помещаются в культуру, которая имитирует среду развивающегося мозга, стимулируя их к формированию различных клеток мозга. Конечным результатом является трехмерная модель мозга размером с горошину, которую можно использовать для изучения развития, болезней или воздействия лекарств.

Теперь исследования под руководством университетской больницы Дюссельдорфа сделали еще один шаг вперед. Команда ученых вырастила органоиды мозга в комплекте с оптическими чашечками-зрительными структурами, расположенными в глазу, где зрительный нерв встречается с сетчаткой. Они росли симметрично в передней части мини-мозга, придавая органоиду поразительный облик.

Но самое главное, эти оптические чашки были функциональными. Они содержали разнообразные типы клеток сетчатки, которые формировали нейронные сети, которые действительно реагировали на свет и посылали эти сигналы в мозг. Также была сформирована ткань хрусталика и роговицы.

"В мозге млекопитающих нервные волокна ганглиозных клеток сетчатки соединяются со своими мозговыми мишенями, что никогда ранее не было показано в системе in vitro", — говорит Джей Гопалакришнан, старший автор исследования.

Используя стволовые клетки от четырех доноров, команда сделала 314 органоидов мозга в 16 партиях, причем около 72 процентов из них образовали оптические чашки. Эти структуры начали появляться к 30-дневной отметке и созревали в течение 50 дней, что, по словам команды, аналогично тому, как человеческие эмбрионы развивают сетчатку. Исследование показывает, что техника воспроизводима, хотя дальнейшая работа должна быть сделана, чтобы сохранить их жизнеспособными дольше, чтобы использовать их для изучения.

Дальнейшие опыты ученых в этом направлении могут признать неэтичным — даже в таком мини-мозге способны появиться зачатки самосознания. Ключевым элементом этого процесса может стать именно зрение. Предыдущие исследования уже выявили мозговые волны у двухмесячных органоидов, примерно эквивалентные таковым у недоношенных детей, и вполне возможно, что дальнейшее развитие может привести к созданию мини-мозга с некоторой формой самосознания или даже сознания.

Стоит отметить, что органоид мозга — это трехмерная структура размером с горошину, которая имитирует функции настоящего органа. Его выращивают из стволовых клеток. Также из стволовых клеток ученые могут выращивать "мини-сердца" и другие органы.