Нейроны человека встроили в мозг крыс, спровоцировав развитие смертельного заболевания
Ученые из Стэнфордского университета впервые встроили человеческие нейроны в мозг новорожденных крыс, получив при этом полностью жизнеспособных взрослых особей с химерным мозгом. Такие животные могут облегчить поиск новых методов диагностики и лечения нейродегенеративных заболеваний и нервно-психических расстройств, обычно характерных лишь для человека.
Развитие человеческого мозга — нетривиальный самоорганизующийся процесс, когда клетки делятся, дифференцируются, мигрируют и соединяются, образуя обширные нейронные сети. Впоследствии эти сети видоизменяются, совершенствуясь на основе индивидуального сенсорного опыта. Основная проблема на пути к полному пониманию развития человеческого мозга, особенно в случае развития заболеваний, — отсутствие возможности работать с мозговой тканью живого человека.
Многочисленные биологические модели, определенным образом имитирующие наш мозг, позволяют продвинуться в этом направлении. Однако все они обладают ограниченным функционалом, не позволяющим добиться полного соответствия модели реальному мозгу. Один из наиболее продвинутых типов моделей — органоиды мозга.
Их получают из клеток кожи человека, преобразованных в плюрипотентные стволовые клетки, которые затем обратно дифференцируются и становятся различными клетками человеческого мозга (нейронами, астроцитами и так далее). Выращивая таким образом трехмерные структуры, можно создать, например, органоиды коры головного мозга человека.
Тем не менее выращивание органоидов вне характерного микроокружения реального мозга снижает их полезность в моделировании генетически сложных и определяемых поведением нервно-психических расстройств.
Поэтому ученые из Стэндфордского университета (США) решили пойти дальше и провели трансплантацию органоидов человеческого мозга в мозг новорожденных крыс (в первую неделю после рождения, когда нейронные сети все еще формируются). В результате нейроны человека полностью встраивались в мозг грызуна, образуя рабочие связи и протягивая свои аксоны (длинные отростки) по всему мозгу животного, а их активация могла управлять поведением, направленным на поиск вознаграждения. О своем исследовании ученые сообщают в статье, опубликованной в журнале Nature.
У подавляющего большинства животных спустя два месяца после трансплантации человеческие органоиды, полностью встроившиеся в сети нейронов, занимали примерно треть полушария головного мозга. Спустя год 74% крыс с химерным мозгом все еще были живы (обычная продолжительность жизни для лабораторных крыс составляет три-четыре года), причем без заметных нарушений двигательной функции или памяти и вообще каких-либо аномалий.
При этом нейроны органоидов, встроенных в мозг, были значительно крупнее и имели гораздо больше более длинных дендритов (малых отростков), чем у стандартного органоида.
Ученые также заметили еще одну важную особенность подобных химерных крыс. На втором этапе исследования при трансплантации они использовали органоиды, полученные из клеток пациентов, больных синдромом Тимоти — редким генетическим заболеванием, характеризующимся неврологическими дефектами и физическими пороками развития, включая проблемы с сердцем. Спустя примерно полгода у крыс с такими трансплантатами появлялись характерные признаки болезни, связанные с активностью нейронов.
По мнению авторов работы, аналогичные эксперименты можно проводить, используя органоиды, полученные из клеток людей с расстройствами вроде аутизма или шизофрении, и, возможно, узнать что-то новое о том, как эти состояния возникают и влияют на мозг. Кроме того, подобная практика будет полезна для тестирования новых методов лечения нервно-психических расстройств и нейродегенеративных заболеваний — основной причины инвалидности в мире.
Telegram 
Дзен 
VK Генетика интеллекта сложна и связана с разными психоневрологическими состояниями. Оказалось, то, что повышает эрудицию, может ухудшать способность решать творческие задачи, — и наоборот. Причем паттерны этих связей уникальны для каждого диагноза.
Ученые давно сделали вывод о том, что в поздней Античности монеты перестали представлять собой цену как валюта, однако не было понятно когда именно это произошло. Новое исследование погребения римского воина из бельгийского форта Оденбург показало, в какой момент монеты стали цениться просто весом металла в кошельке.
Нуклеосомы — основные «катушки» упаковки ДНК — почти всегда находятся в искаженном состоянии, а не в аккуратной и стабильной форме, как считалось десятилетиями. Именно через такие микроскопические изменения, как выяснили ученые, клетка регулирует работу генов — а значит, управляет развитием, реакцией на внешние раздражители и даже возникновением болезней.
Ученые давно сделали вывод о том, что в поздней Античности монеты перестали представлять собой цену как валюта, однако не было понятно когда именно это произошло. Новое исследование погребения римского воина из бельгийского форта Оденбург показало, в какой момент монеты стали цениться просто весом металла в кошельке.
Шведские биологи отследили миграцию обыкновенного соловья с помощью миниатюрных датчиков-рюкзаков. Как оказалось, при пересечении Сахары и Аравийской пустыни птицы летят только по ночам и не ищут пищу. Соловьи преодолевают пустыню без дозаправки, полагаясь лишь на накопленный заранее жир.
Генетика интеллекта сложна и связана с разными психоневрологическими состояниями. Оказалось, то, что повышает эрудицию, может ухудшать способность решать творческие задачи, — и наоборот. Причем паттерны этих связей уникальны для каждого диагноза.
В последнее время пуски с российских северных космодромов осуществляют без предварительного уведомления, чего не было в прошлом. Вероятно, дело в недавно упомянутых главой «Роскосмоса» атаках на Плесецк во время пуска. Сегодняшний запуск обеспечил вывод на орбиту космических аппаратов военного назначения.
Четыре человека, летящие к Луне, столкнулись с целым рядом мелких неприятностей — от низкой температуры в начале работы до поломки мочевыводящей системы туалета на вторые сутки и необходимости взамен пользоваться пакетами. К счастью, пока самые крупные сложности удалось компенсировать. Но все они вместе могут сдвинуть ситуацию к решению, о котором Naked Science уже говорил в нашем видеоподкасте о миссии: не исключено, что при высадке астронавтов на Луне их корабль состыкуют со Starship не на окололунной, а уже на околоземной орбите.
Когда международная экспедиционная группа, исследующая море Уэдделла в Антарктиде на борту ледокола «Поларштерн», попыталась укрыться от шторма, ученые и экипаж судна удивились внезапному появлению острова, не обозначенного ни на одной морской карте.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии