• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
13.10.2022
Даниил Сухинов
778

Нейроны человека встроили в мозг крыс, спровоцировав развитие смертельного заболевания

5.3

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.

Флуоресцентная микрофотография мозга крысы с областью, составленной из нейронов человека (обведено пунктиром) / © Sergiu Pașca, et al., Nature, 2022 / Автор: Regulus Tremerus

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.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Предстоящие мероприятия
Позавчера, 11:32
Александр Березин

Falcon 9 Block 5 впервые за три сотни запусков дал частично неудачный полет. Ракета выводила 20 спутников компании SpaceX, с 15 связь уже пропала, еще пять могут быть потеряны в ближайшее время.

Вчера, 11:29
Татьяна

Все клеточные организмы ученые ведут от гипотетического предка — LUCA. Существует масса предположений и расчетов о том, как он был устроен, где и когда возник. В новой работе исследователи из Великобритании попытались ответить на эти вопросы.

Позавчера, 14:18
Росатом

Ученые из НИИ НПО «ЛУЧ» и профильного предприятия атомной отрасли АО «Гиредмет», которые входят в научный дивизион госкорпорации «Росатом», а также специалисты РХТУ и ННГУ создали полностью отечественную технологию очистки фосфора и синтеза его соединений. Метод восполнит дефицит высокочистых элементов, которые используют в производстве материалов для аэрокосмической и компьютерной промышленности.

10 июля
СПбГУ

Ученые СПбГУ изучили влияние завезенных из Азии дубов на природу Абхазии. Оказалось, что изменения климата на этой территории привели к тому, что дубы начали негативно влиять на естественную флору региона и могут представлять угрозу для местных растений.

9 июля
Редакция Naked Science

В 2020-х годах скорость ввода загородного жилья в России превысила скорость строительства квартир. Похоже, термин «одноэтажная Россия» вполне может стать реальностью близкого будущего. Что заставляет людей двигаться за город? Почему они не делали этого раньше? Как развиваются технологии строительства и по какой из них можно быстрее всего возвести полноценный дом?

11 июля
Сколтех

Ученые из Сколтеха, Федерального центра нейрохирургии Минздрава России, Сеченовского университета и МГУ имени М. В. Ломоносова исследовали мозговую активность при письме и говорении у двух пациентов с имплантированными внутричерепными электродами. Исследование ученых расширяет базу знаний, необходимую для создания «читающих мысли» нейроинтерфейсов, которые смогут распознавать мысли и намерения пользователя, не зная наперед, хочет ли он пошевелить протезом, набрать текст или выполнить иную задачу.

25 июня
Игорь Байдов

Ученые из Китая и Бельгии воссоздали в лаборатории условия, существовавшие на Меркурии четыре миллиарда лет назад, и выяснили, что они были идеальными для образования слоя алмазов, который с течением времени становился лишь толще.

21 июня
Nadya

Земля начала формироваться примерно 4,5 миллиарда лет назад. Чтобы понять, как это происходило в ранние периоды развития нашей планеты, ученые ищут образцы древних горных пород. Одну из таких, возрастом почти 3,5 миллиарда лет, обнаружили рядом с городом Колли в Австралии.

1 июля
Александр Березин

Необычный биологический вид, по оценке авторов новой научной работы, пригоден для заселения четвертой планеты без каких-либо предварительных условий — уже в том виде, в котором он существует сейчас. Поскольку речь идет о фотосинтетическом организме, он способен нарабатывать существенное количество кислорода. Интересно, что кандидат на терраформирование Марса сохранил жизнеспособность после месяца в жидком азоте.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий
Подтвердить?
Подтвердить?
Причина отклонения
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно