В лаборатории вырастили мини-мозг с глазами

Команда ученых из нескольких немецких университетов вырастила органоид мозга – мини-версию мозга. Органоид затем сам "сконструировал" зрительные пузырьки, из которых развились клетки тканей глаза. Статью об этом исследователи опубликовали в научном журнале Cell Stem Cell.

Напомним, органоидом называют миниатюризированный и упрощенный вариант органа, выращенный в пробирке в трехмерном виде. Органоиды выращивают из стволовых клеток, которые обладают способностью превращаться в клетки разных тканей и органов.

Для создания органоидов мозга исследователи использовали индуцированные плюрипотентные стволовые клетки. Чтобы их получить, клетки кожи взрослых доноров с помощью "перепрограммирования" генов превращают в стволовые плюрипотентные – то есть те, из которых можно вырастить клетки любого органа.

К примеру, для выращивания мини-мозга плюрипотентные стволовые клетки помещают в культуру, которая имитирует среду развивающегося мозга. Конечным результатом является трехмерная модель мозга размером с горошину, которую можно использовать для изучения развития мозга, его болезней или воздействия лекарств на него.

Органоиды мозга немецкие исследователи вырастили из индуцированных плюрипотентных стволовых клеток от четырех доноров. Таким образом удалось получить 314 органоидов мозга.

Около 72 процентов органоидов мозга образовали зрительные пузырьки – выступающие из переднего мозга эмбриона мешочки, из которых впоследствии развиваются глаза. Эти структуры начали появляться через 30 дней жизни мини-мозга и созревали в течение 60 дней. Они росли симметрично, парой, как в настоящем мозге эмбриона.

Но самое главное, эти зрительные пузырьки имели функции настоящего глаза. Они содержали разнообразные типы клеток сетчатки, которые формировали нейронные сети, реагировали на свет и посылали эти сигналы в мозг. В зрительных пузырьках органоида мозга формировалась также ткань хрусталика и роговицы.

Эти глазоподобные структуры в органоидах мозга исследователи назвали в своей научной статье органоидами глаза.

"Наша работа подчеркивает замечательную способность органоидов мозга генерировать примитивные сенсорные структуры, которые являются светочувствительными и содержат типы клеток, подобные тем, которые находятся в организме, – говорит Джей Гопалакришнан (Jay Gopalakrishnan) из Университета Дюссельдорфа, ведущий автор исследования. – Эти органоиды могут помочь изучить взаимодействие мозга и глаза во время эмбрионального развития, моделировать врожденные нарушения устройства сетчатки и генерировать специфические для пациента типы клеток сетчатки для персонализированного тестирования лекарств и трансплантационной терапии".

Правда, на пути реализации это прекрасного сценария стоит важное препятствие. Исследования органоидов мозга имеют свои этические ограничения. Пока выращенные в пробирке образцы мини-мозга остаются очень примитивными, считается, что они не обладают каким бы то ни было сознанием. Но если ученые создадут более совершенную структуру, близкую к настоящему человеческому мозгу, вполне возможно, что органоиды будут обладать какими-то формами сознания.

Так, предыдущие исследования уже обнаруживали мозговые волны внутри двухмесячных органоидов, и они оказались примерно эквивалентными таковым у недоношенных детей.

Сенсорная информация, такая как зрение, может быть ключевым компонентом сознания мозга, выращенного в пробирке. Это проблема, которая выходит за пределы просто научного знания.

Добавим, что ранее мы писали, как из стволовых клеток ученые впервые получили мышиный эмбрион с бьющимся сердцем и как здоровые стволовые клетки удалось вырастить "на бумаге". А еще мы рассказывали о том, как стволовые клетки вернули людям подвижность.

Больше интересных новостей науки и медицины вы найдёте в разделе "Наука" и "Медицина" на медиаплатформе "Смотрим".