Израильские исследователи выращивают «мини-мозг» в пробирке
Израильская исследовательская группа обнаружила способ вырастить миниатюрную версию человеческого мозга, которая подвергается образованию извилин, аналогично реальному мозгу, прокладывая путь для ученых, к лучшему пониманию врожденных дефектов.
Примерно один из 30 000 детей рождается с мозгом без извилин. Они продолжают страдать от серьезных трудностей развития и относительно низкой продолжительности жизни. Ученые из Института науки им. Вейцмана в центральном израильском городе Реховот пытались понять больше о физических и биологических факторах, которые заставляют мозг образовывать извилины, но с существующими методами выращивания мозгов в пробирке было очень трудно следить за их развитием.
Это привело к тому, что работающий в Институте д-р Эяль Карзбрун разработал новый подход к выращиванию органоидов – упрощенных, миниатюрных версий телесных органов, созданных в пробирках. Чтобы обеспечить высококачественное оптическое изображение и отслеживать через микроскоп развития извилин. Карзбрун сумел использовать эмбриональные стволовые клетки, чтобы вырастить «мини-мозг», который был круглым и плоским с тонким пространством посередине.
Ко второй неделе роста и развития крошечного органоида команда смогла наблюдать появление, а затем углубление извилин. «Это первый раз, когда в органоидах наблюдалось образование извилин», – сказал Карзбрун . Полученные данные были опубликованы 18 февраля в Nature Physics.
Затем исследовательская группа вырастила мини-мозг, включающий ген, переносимый детьми с синдромом гладкого мозга, который профессор Института Орли Райнер выявила в 1993 году. Органоиды с мутировавшим геном росли в тех же пропорциях, что и другие, но развивали лишь несколько извилин. Те, что они развивали, очень отличались по форме от нормальных. Используя атомно-силовую микроскопию, которая дает высокий уровень разрешения на чрезвычайно крошечных поверхностях, они обнаружили физические и биологические различия между клетками в двух маленьких «мозгах», обнаружив, например, что нормальные клетки мозга были примерно в два раза жестче, чем мягкие, мутировавшие.
«Теперь у нас есть намного лучшее понимание того, что делает мозг складчатым или, в случае с одним мутироввшим геном, гладким, – сказала Райнер. Исследователи планируют продолжить разработку своего подхода, полагая, что он может открыть новые возможности для понимания расстройств развития, таких как микроцефалия, эпилепсия и шизофрения.
