В биореакторе вырастили подобие мозга

Срез органоида, покрашенный маркерами различных нейронов
Срез органоида, покрашенный маркерами различных нейронов

Австрийским ученым впервые удалось вырастить из стволовых клеток напоминающие мозг «органоиды» нервной ткани, в которых нейроны формируют различные группы и взаимодействуют между собой. Работа опубликована в Nature, ей также посвящена редакционная статья, а краткое содержание исследования можно прочитать в новостной заметке.

В качестве исходного материала ученые использовали обычные человеческие эмбриональные стволовые клетки и индуцированные стволовые клетки (iPS), полученные из клеток кожи с помощью изменения их программы развития. Клетки сначала выращивали на синтетической гелевой подложке, а затем переносили во вращающийся биореактор, где они созревали и дифференцировались.

Получившиеся сгустки нервной ткани размером около четырех миллиметров получили наименование «органоидов», так как их нельзя было назвать полноценными органами (эти «органоиды» не следует путать с внутриклеточными органоидами вроде митохондрий или аппарата Гольджи). Тем не менее, нервные сгустки имели довольно сложное строение и демонстрировали некоторые свойства настоящего мозга. Нервная ткань в них на микроуровне была организована в слои, напоминающие кору мозга. Разные пространственно удаленные отделы «органоида» взаимодействовали друг с другом. Кроме того, во время созревания нейроны мигрировали из одних отделов «органоида» в другие — точно так же, как это происходит во время формирования нормального мозга.


В отличие от нормального мозга, «ограноиды» в крупном масштабе имели неправильную, случайную структуру. Кроме того, они не содержали кровеносных сосудов, что сильно ограничивало их размер. Даже у сгустков ткани диаметром всего в пару миллиметров внутренние клетки страдали от недостатка кислорода.

Ученые показали, что такие искусственные «органоиды» могут пригодиться при изучении врожденных нарушений развития. Авторам удалось вырастить сгусток нервной ткани из индуцированных стволовых клеток, которые были получены из перепрограммированных клеток кожи человека с микроцефалией. Как показал гистологический анализ, полученный органоид содержал аномально высокое число дифференцированных нейронов. Это, по словам авторов, может говорить о том, что аномалия развития связана с ускоренным созреванием нервных клеток у таких пациентов.

Стволовыми называются клетки, способные превращаться в клетки различных зрелых типов. В последнее время стволовые клетки используются для выращивания все более сложных органов. Так, из эмбриональных и индуцированных стволовых клеток за несколько последних лет удалось вырастить искусственный мочевой пузырь, почку, печень, а недавно на их основе (с использованием бесклеточного матрикса) удалось создать сердце.

Обсудить
Наука и техника

Алгоритм проходимости

Как университетская инновация дошла до автомобильного производства
People dance on the opening day of the Coachella Valley Music and Arts Festival in Indio, California, U.S. April 14, 2017. Беззаботно раздеты
Как проходит Коачелла — один из самых модных фестивалей в мире
Мохнатый рейх
Все о движении фурри — любителях носить костюмы зверей
Заработала на шпильки
Предприимчивые австралийки стали богаче на миллионы благодаря «женскому» бизнесу
Зверские пикапы
Пикапы, которые подготовлены для жесточайшего бездорожья
Мещанская прокрастинация
Тест-драйв Toyota LC 200
15 самых продаваемых машин в мире
Самые популярные автомобили 2017 года, и в первой тройке — кроссовер!
Премиальные машины непремиальных брендов
Вспоминаем модели непремиальных марок, которые конкурировали с Mercedes и BMW
Чудеса селекции
Что получится, если скрестить квартиру с дачей: опыт россиян
Шведы поневоле
Исповедь россиянина, живущего в групповой семье
Добро пожаловать в рай
Жилье в Крыму: новую квартиру на полуострове можно купить за миллион рублей
Сносное настроение
Демонтаж жилых домов в Москве: что нужно знать
Вышка светит
Как выглядит частный особняк, побивший мировой рекорд этажности