„Мини-мозъци“ с размера на грахово зърно ни помагат да изучаваме нелечими неврологични състояния

„Мини-мозъчни“ органоиди, показващи кортикални структури. (Андраш Лакатош)

През последните няколко години невролозите са станали много по-добри в отглеждането на зачатъците на човешкия мозък в лабораторията. Сега тези „мини-мозъци“ стават достатъчно сложни, за да можем да изследваме неврологичните заболявания в най-ранните им стадии.

Сивите петна, известни като мозъчни органоиди, не са в състояние съзнание , но те могат да ни научат за структурата, разнообразието и взаимодействията на клетките в определени части на развиващия се мозък.

Изследователите сравняват мозъчните органоиди със структурата на мозъка на плода след около дузина седмици на растеж. Малките петна не могат да мислят, но теможе да изпрати пипала към мускул и да причини контракции. Те не могат да чувстват, но теможе да развие рудиментарни очни структури.

За да достигнат дори до това просто ниво на развитие, учените отнемат много повече време от самата природа. За да получи човек стволови клетки за да се размножи в милиони и да прерасне в нещо, наподобяващо „мини-мозък“, изисква къпането му в правилния коктейл от молекули за включване или изключване на гените в точното време.

Поддържането им също не е лесно. Мозъчни органоиди, получени от стволови клетки на тези сПаркинсонзаболяване са били отглеждат около 30 дни . ЗаАлцхаймерболест, те са били отглеждани за 84 дни .

Изследователи от Кеймбридж са отгледали мини-мозък с размер на грахово зърно, за да изследват амиотрофичната латерална склероза (ALS) в продължение на почти една година, което е наистина голяма стъпка.

ALS, която често се припокрива с фронтотемпорална деменция (ALS/FTD), е понастоящем нелечимо невродегенеративно заболяване, което води до бърз когнитивен спад и парализа. Тъй като неврологичните симптоми се появяват едва по-късно в живота, учените знаят много малко за това как започва.

Влезте в отгледания в лаборатория мини-мозък, отгледан с помощта на стволови клетки от пациенти с ALS/FTD.

Едно от големите препятствия при нарастващите мозъчни бучки в чиния е, че докато органоидът расте, клетките в средата се лишават от хранителни вещества и спират да се превръщат в полезни модели.

За да заобиколят това, някои изследователи преди няколко годинизапочна да нарязва органоидите, преди да ги изкъпе в култура, поддържайки своите модели живи за по-дълги периоди и за по-добро проучване.

Изследователи от Кеймбридж направиха това с техния ранен модел на ALS/FTD. В непубликувана работа екипът твърди, че е отглеждал своите органоиди за общо 340 дни.

Всичко, което е публикувано досега, е 240 дни, но в рамките на това време авторите наблюдават промени в два типа мозъчни клетки. Тези промени включват клетъчен стрес, увреждане на клетъчната ДНК и промени в начина, по който ДНК на клетката в крайна сметка се транскрибира в протеини.

Разрушителните промени изглежда са повлияли на C9 неврони и друг тип невронни клетки – наречени астроглии – и двете помагат за управлението на движението на мускулите и умствените способности в истинския човешки мозък.

„Въпреки че тези първоначални смущения бяха фини, ние бяхме изненадани колко ранни промени настъпиха в нашия човешки модел на ALS/FTD,“ казва невролог Андраш Лакатос от университета в Кеймбридж.

„Това и други скорошни проучвания показват, че щетите могат да започнат да се натрупват веднага щом се родим. Ще се нуждаем от повече изследвания, за да разберем дали това наистина е така или този процес се задвижва в органоидите от изкуствените условия в съда.

Едно от по-интересните открития от модела ALS/FTD е, че лекарство, известно като GSK2606414f, или накратко GSK, може частично да потисне някои от невронните промени, които изглежда се случват рано в развитието на кората, включително струпването на токсични протеини, клетъчен стрес и загуба на нервни клетки.

Авторите казват, че вече се тестват подобни лекарства, които са по-подходящи за хора клинични изпитвания за невродегенеративни заболявания. Екипът се надява, че тяхната техника за отглеждане на органоидни модели на неврологично заболяване ще помогне да се идентифицират допълнителни потенциални лекарствени цели в бъдеще.

„Понастоящем нямаме много ефективни възможности за лечение на ALS/FTD и въпреки че има още много работа за вършене след нашето откритие, то поне предлага надежда, че след време е възможно да се предотврати или забави болестният процес, ' обяснява Ключар.

„Също така може да бъде възможно в бъдеще да можем да вземем кожни клетки от пациент, да ги препрограмираме да развият техния „мини мозък“ и да тестваме коя уникална комбинация от лекарства най-добре отговаря на тяхното заболяване.“

Все още сме далеч от тази реалност, но поглеждайки назад, невролозите са постигнали много само за няколко кратки години.

Проучването е публикувано в Неврология на природата .

За Нас

Публикуването На Независими, Доказани Факти От Доклади За Здравето, Пространството, Природата, Технологиите И Околната Среда.