Вы когда-нибудь слышали про «мини-мозги»? Нет, это не научная фантастика, а живые трёхмерные образования из человеческих нейронов — органоиды. Целая бригада исследователей из Стенфордского университета (Stanford University), в частности в рамках программы Stanford Brain Organogenesis Program, уже почти десять лет играет с этими “шариками мозга”, пытаясь понять, как развивается человеческий мозг и что идёт не так при различных заболеваниях.
Под руководством Серджиу Паски (Sergiu Pasca) — научного сотрудника кафедры психиатрии и поведенческих наук Медицинской школы Стэнфорда (School of Medicine) — и при участии инженеров и химиков группа копается в вопросах боли, нейродегенеративных нарушений и новых способов изучения мозговых цепей.
Но была одна гадость: органоиды с завидной настойчивостью слипались между собой, мешая выращивать их сотнями или даже тысячами, а это, как вы понимаете, сильно тормозило весь процесс.
Крах “клеящего” барьера: неожиданное решение из кухни
А вот тут пришла на помощь… самая что ни на есть обычная пищевая добавка — ксантановая камедь. Да-да, именно она, которую можно встретить в йогуртах и соусах.
С помощью Сары Хейлшорн (Sarah Heilshorn) — научного сотрудника в области материаловедения Школы инженерии Стэнфорда (School of Engineering) — команда проверила 23 вещества, чтобы найти то, что не даст органоидам “слипнуться”, но при этом не навредит их росту и развитию. И угадайте что? Ксантан справился!
В статье, опубликованной 27 июня в журнале «Nature Biomedical Engineering», учёные подробно описали этот простой, но гениальный трюк. Теперь выращивать можно до 10 000 органоидов за раз — и что важно, все они получаются почти одинаковыми по форме и размеру.
Паска отметил, что их методика открыта для всех желающих: «Это, как и все наши подходы, — открытая платформа. Уже немало лабораторий внедряют эту технологию».
От мифологии к массовому производству
Если взглянуть назад, то примерно двенадцать лет назад Серджиу Паска (Sergiu Pasca) с трудом умещал на столе несколько образцов — всего около восьми или девяти, которые он ласково называл именами мифологических существ.
Но амбиции были большими: понять, как происходят процессы, ведущие к таким сложным патологиям, как аутизм или синдром Тимоти. Для этого требовались тысячи идентичных органоидов — задача практически невозможная без эффективного масштабирования.
Паска понял: чтобы справиться с такими вызовами, нужен коллективный ум — и он создал команду из разных специалистов, объединив усилия с Карлом Дейссеротом (Karl Deisseroth), биоинженером и нейроучёным, запустив программу с поддержкой гранта Wu Tsai Neurosciences Institute.
Когда лабораторные “шарики” не хотят дружить
Основная беда была в том, что органоиды буквально липли друг к другу, а значит, вместо сотен штук у исследователей в итоге оставалось лишь пару десятков «комков» разной формы.
«Люди в лаборатории постоянно жаловались: “Сделал сто органоидов, а осталось двадцать”», — вспоминает Паска.
С одной стороны, это давало интересную возможность изучать сложные мозговые структуры, объединяя разные органоиды в “ассамблоиды”. С другой — для масштабных экспериментов этого было катастрофически мало.
Выращивание по одному — выход, но крайне неэффективный. Вот тут и потребовалась помощь материаловедов — чтобы как-то “разделить” эти мини-мозги в культивах, не мешая им развиваться.
Масштабируемость и прорыв в тестировании лекарств
Убедившись, что с помощью ксантана органоиды не слипаются и не теряют свои свойства, команда сразу применяла метод в масштабных экспериментах.
Соавтор исследования Гента Наразки (Genta Narazaki) — в то время приглашённый исследователь — вырастил 2400 органоидов, после чего протестировал на них 298 одобренных FDA лекарств, чтобы проверить, не влияют ли они негативно на развитие мозга.
Оказалось, что несколько препаратов, включая одно средство для лечения рака молочной железы, действительно подавляли рост органоидов — сигнал о возможном вреде для развивающегося мозга.
«Один исследователь может за раз произвести тысячи кортикальных органоидов и протестировать сотни лекарств», — отмечает Паска.
Что дальше? Авторы видят большие планы
Теперь команда надеется продвинуться в понимании таких болезней, как аутизм, эпилепсия и шизофрения, используя именно эту методику. Как говорит Паска, без масштабирования — никак, ведь «если не увеличить объёмы, то в медицине прогресса не будет».
Литература:
Genta Narazaki et al, Scalable production of human cortical organoids using a biocompatible polymer, Nature Biomedical Engineering (2025). DOI: 10.1038/s41551-025-01427-3
Ведущий специалист отдела организации клинических исследований, терапевт, врач ультразвуковой диагностики ООО «ВеронаМед» (г. Санкт-Петербург), главный редактор, учредитель сетевого издания Medical Insider, а также автор статей.
E-mail для связи – xuslan@yandex.ru;
