Ученые из Национального института здравоохранения (National Institutes of Health) использовали клетки кожи человека для создания первой церебральной органоидной системы, или «мини-мозга», для изучения спорадической болезни Крейтцфельда-Якоба (сБКЯ). Результаты исследования опубликованы в научном журнале Acta Neuropathologica Communications.
Актуальность проблемы
Спорадическая болезнь Крейтцфельда-Якоба является смертельным нейродегенеративным заболеванием головного мозга людей, которое, как полагают, вызывается инфекционным прионным белком. По данным авторов исследования, болезнь поражает около 1 на 1 миллион человек. Сотрудники из Национального института аллергии и инфекционных заболеваний (National Institute of Allergy and Infectious Diseases) надеются, что модель человеческих органоидов позволит им оценить потенциальную терапию сБКЯ и предоставит более подробную информацию о подтипах прионных заболеваний человека.
Церебральные органоиды человека представляют собой маленькие шарики в виде клеток в человеческом мозге, размер которых варьируется от макового зерна до мелкого гороха. Их организация, структура и электрические сигналы похожи на ткани мозга. Поскольку эти церебральные органоиды могут выживать в контролируемой среде в течение нескольких месяцев, заболевания нервной системы могут изучаться в течение длительного времени. Церебральные органоиды были использованы в качестве моделей для изучения вирусной инфекции Зика, болезни Альцгеймера и синдрома Дауна.
Материалы и методы обследования
Ученые выяснили, как заразить церебральные органоиды пятимесячного возраста прионами, используя образцы двух пациентов, умерших от двух разных подтипов сБКЯ, MV1 и MV2. Для подтверждения инфекции потребовалось около месяца. Ученые наблюдали за изменениями показателей здоровья, таких как обмен веществ, в течение более 6 месяцев.
Результаты научной работы
К концу исследования ученые заметили, что посевная активность, признак распространения инфекционных прионов, присутствовала во всех органоидах, подвергшихся воздействию образцов сБКЯ. Тем не менее, посев был больше у органоидов, зараженных образцом MV2, чем образцом MV1. Ученые также обнаружили, что органоидам, инфицированным MV1, нанесен больший ущерб, чем органоидам, инфицированным MV2. Ученые также отметили другие различия между развитием инфекций MV1 и MV2 в органоидах.
Выводы
Ученые планируют продолжить изучение этих различий в надежде определить, как различные подтипы сБКЯ влияют на клетки мозга. В конечном итоге ученые надеются узнать, как предотвратить повреждение клеток и восстановить функцию клеток, поврежденных прионной инфекцией. Новая система также предоставляет возможности для тестирования потенциальной терапии сБКЯ на модели ткани, которая имитирует мозг человека.
Авторы другого исследования утверждают, что витамин D не защищает от нейродегенеративных заболеваний.
