Ученые вырастили мини-мозги с болезнью как у Стивена Хокинга

В настоящее время боковой амиотрофический склероз неизлечим.

Исследователи из Кембриджа вырастили мини-мозг размером с горошину для изучения бокового амиотрофического склероза (БАС), которым страдал Стивен Хокинг.

Исследование опубликовано в журнале Nature Neuroscience, коротко о нем рассказывает Science Alert.

За последние несколько лет нейробиологи стали намного лучше выращивать зародыши человеческого мозга в лаборатории. Теперь эти мини-мозги становятся достаточно сложными, чтобы можно было изучать неврологические заболевания на самых ранних стадиях.

Органоиды мозга не способны к сознанию, но они дают информацию о структуре, разнообразии и взаимодействиях клеток в определенных частях мозга. Исследователи сравнивают органоиды мозга со структурой мозга плода примерно через десять недель после зачатия.

Чтобы довести органоиды даже до этого простого уровня развития, ученым требуется гораздо больше времени, чем природе. Чтобы заставить человеческие стволовые клетки размножиться миллионами и превратиться в нечто, напоминающее мини-мозг, необходимо держать их в правильном коктейле молекул, чтобы включить или выключить гены в нужное время.

Поддерживать их тоже непросто. Органоиды головного мозга, полученные из стволовых клеток людей с болезнью Паркинсона, выращивали около 30 дней. Для исследования болезни Альцгеймера их выращивали 84 дня.

БАС в настоящее время является неизлечимым нейродегенеративным заболеванием, которое приводит к быстрому снижению когнитивных функций и параличу. Поскольку неврологические симптомы проявляются только в зрелом возрасте, ученые очень мало знают о том, как они возникают.

Для изучения БАС мини-мозг выращивали почти целый год — 340 дней. За это время авторы наблюдали деструктивные изменения в двух типах клеток мозга — нейронах C9 и астроцитах, которые помогают управлять движением мышц и умственными способностями в реальном человеческом мозге. Эти изменения включали клеточный стресс, повреждение клеточной ДНК и изменения транскрипции ДНК в белки.

«Хотя эти начальные нарушения были незаметными, мы были удивлены тем, насколько ранние изменения произошли в нашей человеческой модели БАС, — рассказали авторы работы. — Это означает, что повреждения могут начинаться с рождения. Нам потребуются дополнительные исследования, чтобы понять, так ли это на самом деле или этот процесс в органоидах вызван искусственными условиями в окружающей среде».

Одним из наиболее интересных открытий модели оказалось то, что препарат GSK2606414f смог частично подавлять некоторые нейрональные изменения, происходившие на ранних этапах развития коры головного мозга. Аналогичные препараты уже проходят клинические испытания на пациентах с нейродегенеративными заболеваниями. Команда надеется, что их метод выращивания органоидных моделей неврологических заболеваний поможет определить дальнейшие потенциальные мишени для лекарств.

Ученые вырастили из стволовых клеток мини-мозг, а на нем спонтанно появились «глаза»

Искусственные мини-мозги проявили электрическую активность