Ученые выращивают мини -мозг в лаборатории

Исследователи выращивали новый органоид всего мозга, в комплекте с нейронными тканями и рудиментарными кровеносными сосудами.

Это прогресс, который мог бы открыть новую эру исследований в области нейропсихиатрических расстройств, таких как аутизм.

«Мы сделали следующее поколение органоидов мозга», – говорит ведущая автор Энни Катурия, доцент кафедры биомедицинской инженерии Университета Джона Хопкинса, которая изучает развитие мозга и психоневрологические расстройства.

«Большинство органоидов мозга, которые вы видите в документах, представляют собой одну область мозга, такие как кора, задний мозг или средний мозг. Мы выращивали рудиментарный органоид всего мозга; мы называем это многорегионом мозгового органоида (MRBO)».

Исследование в Продвинутая наука Означает один из первых случаев ученых смогли генерировать органоид с тканями из каждой области мозга, соединенного и действующего согласованно. Наличие модели мозга на основе клеток человека откроет возможности для изучения шизофрении, аутизма и других неврологических заболеваний, которые влияют на весь мозг-работа, которая обычно проводится на моделях животных.

Чтобы генерировать органоид всего мозга, Катурия и члены ее команды впервые выращивали нейронные клетки из отдельных областей мозга и рудиментарные формы кровеносных сосудов в отдельных лабораторных блюдах. Затем исследователи установили отдельные части вместе с липкими белками, которые действуют как биологическая суперклей и позволили тканям сформировать связи. Когда ткани начали расти вместе, они начали производить электрическую активность и отвечать как сеть.

Мультирегионный мини-мозг мозга сохранил широкий спектр типов нейрональных клеток, с характеристиками, напоминающими мозг у 40-дневного плода человека. Около 80% диапазона типов клеток, обычно наблюдаемых на ранних стадиях развития мозга человека, были одинаково экспрессируются в лабораторном миниатюрном мозге.

Гораздо меньше по сравнению с реальным мозгом-насчитывая от 6 до 7 миллионов нейронов по сравнению с десятками миллиардов мозгов взрослых-эти органоиды обеспечивают уникальную платформу для изучения развития всего мозга.

Исследователи также увидели создание раннего Кровавый барьер Образование, слой клеток, которые окружают мозг и контролируют, через которые могут проходить молекулы.

«Нам нужно изучать модели с клетками человека, если вы хотите понять расстройства развития нервной системы или психоневрологические расстройства, но я не могу попросить человека позволить мне взглянуть на их мозг просто для изучения аутизма», – говорит Катурия.

«Органаиды всего мозга давайте наблюдать за расстройствами в режиме реального времени, посмотрим, работают ли лечение, и даже адаптируйте терапию для отдельных пациентов».

По словам исследователей, использование органоидов всего мозга для тестирования экспериментальных препаратов также может помочь улучшить уровень успеха клинических испытаний. Примерно от 85% до 90% лекарств терпят неудачу во время фазы 1 клинических испытаний. Для нейропсихиатрических препаратов уровень неудачи ближе к 96%. Это связано с тем, что ученые преимущественно изучают модели животных на ранних стадиях разработки лекарств. Органаиды всего мозга более похожи на естественное развитие человеческого мозга и, вероятно, сделают лучшие испытуемые.

«Такие заболевания, как шизофрения, аутизми Альцгеймер влияет на весь мозг, а не только на одну часть мозга. Если вы можете понять, что идет не так в начале разработки, мы сможем найти новые цели для проверки наркотиков », – говорит Катурия.

«Мы можем проверить новые лекарства или лечение на органоидах и определить, влияют ли они на органоиды».

Источник: Университет Джона Хопкинса