Немецкие ученые научились получать «в пробирке» зародыши структур мозга с глазными бокалами, способными реагировать на свет.
Органоиды мозга (без глаз), выращенные калифорнийскими учеными / ©Alysson Muotri, University of California, San Diego
Органоиды — миниатюрные, искусственно выращиваемые «заготовки» органов. Они позволяют проводить исследования и эксперименты, которые невозможно поставить на реальных живых организмах, и при этом рассматривать процессы, недоступные при использовании отдельных клеток и клеточных культур. Органоиды представляют собой трехмерные структуры специализированных клеток, выращенные «в пробирке» из стволовых. Из них получают, например, аналоги человеческого мозга, наблюдая за спонтанной активностью крошечных сгустков нейронов и обсуждая, могут ли они оказаться разумными.
С органоидами мозга работали и ученые из Клинической больницы Дюссельдорфа во главе с Джей Гопалакришнаном (Jay Gopalakrishnan). Они обнаружили, что у некоторых из структур вырастает пара симметричных глазных бокалов — зародышей будущих глаз. Само по себе это вполне логично, ведь зрительный аппарат у эмбрионов формируется из выроста нервной системы. Однако прежде ученые не встречались ни с чем подобным и теперь надеются, что с помощью таких «глазастых» органоидов можно лучше исследовать процессы образования глаз и их болезни. Об этом они пишут в статье, опубликованной в журнале Cell Stem Cell.
Ранее биологам удавалось выращивать глазные бокалы из плюрипотентных стволовых клеток. Но Гопалакришнан и его коллеги решили пойти непрямым путем, получив эти структуры в составе целостной, интегрированной с органоидом мозга системы — ближе к тому, как все устроено в живом организме. Для этого ученые внесли изменения в метод выращивания органоида и не стимулировали развитие нейронов с самого начала культивации. Кроме того, в раствор добавляли ретинол, способствующий образованию клеток зрительного аппарата.
Глазные бокалы появились у 73 процентов из 314 выращенных органоидов. Их формирование началось на 30-й день, а на 50-й они были уже четко различимы. В те же сроки это происходит при созревании эмбриона. Более того, образовавшиеся структуры содержали зачаточный хрусталик и роговицу, а также различные клетки сетчатки, что позволило им реагировать на свет. Наконец, они начали формировать связи с клетками самого органоида мозга. Прежде ученые не могли увидеть ничего подобного «в пробирке».
