Согласно передовому лабораторному методу, который превращает человеческие стволовые клетки в клетки подобные мозговой ткани, в настоящее время более точно чем когда-либо, повторяется мозговое развитие человека, согласно новому исследованию из Школы медицины Западного резервного университета Кейза (Case Western Reserve University School of Medicine).
Новые методы восстановления мозговой ткани
Исследование, опубликованное в научном журнале Nature Methods, демонстрирует, как вырастить мозговые «органоиды» в лабораторных пробирках – самоорганизующиеся мини-сферы, которые теперь содержат все основные типы клеток, обнаруженные в коре головного мозга человека.
С момента своего дебюта так называемая органоидная технология повысила способность исследователей создавать и изучать ткань человека в лаборатории. Но когда дело доходит до мозга, модели не были полностью готовы. Это новое исследование содержит недостающее звено.
«Мы взяли систему органоидов и добавили третий основной тип клеток в центральной нервной системе – олигодендроциты – и теперь имеем более точное представление о клеточных взаимодействиях, которые происходят во время развития мозга человека», – сказал автор исследования Пол Тезар (Paul Tesar).
Олигодендроциты играют важную роль в здоровье головного мозга. Они производят миелин, жироподобное вещество, которое обертывает и поддерживает связи в нервных клетках, подобно изоляции вокруг электрического шнура. Без миелина нервные клетки не могут эффективно передавать сигнал и могут повреждаться. Многие неврологические заболевания являются результатом дефектов миелина, включая рассеянный склероз и редкие педиатрические генетические нарушения.
«Это мощная платформа для понимания человеческого развития и неврологических заболеваний», – сказал Тезар. «Используя технологию стволовых клеток, мы можем генерировать почти неограниченное количество человеческой мозговой ткани в лабораторных условиях. Наш метод создает «мини-кору», содержащую нейроны, астроциты, а также олигодендроциты, продуцирующие миелин. Это важный шаг к пониманию развития человеческого мозга, который ранее был недоступен».
Тезар с соавторами также продемонстрировали, как их улучшенная органоидная система может использоваться для тестирования препаратов, улучшающих миелин.
«Эти органоиды обеспечивают способ спрогнозировать безопасность и эффективность новых терапевтических препаратов миелина на мозговой ткани человека в лаборатории до клинического тестирования на людях», – сказал соавтор исследования Майур Мадхаван (Mayur Madhavan).
Материалы и методы обследования
Ученые обработали органоиды с ранее обнаруженными лекарственными средствами для увеличения продуцирования миелина у мышей. Впервые исследователи использовали эту модель для тестирования препаратов, которые улучшают генерацию олигодендроцитов человека и миелина.
Исследовательская группа также создавала органоиды у пациентов с болезнью Пелизея-Мерцбахера, редкое, но смертельное генетическое нарушение продукции миелина.
«Болезнь Пелизея-Мерцбахера плохо изучена из-за множества различных мутаций, которые могут вызвать ее, и недоступности мозговой ткани пациента», – сказал соавтор исследования Захари Невин (Zachary Nevin), соавтор исследования,- “но эти новые органоиды позволяют нам непосредственно изучать ткань, подобную мозгу у многих пациентов и одновременно тестировать потенциальную терапию».
Результаты научной работы
Органоиды, полученные от пациентов с тремя различными мутациями болезни Пелизея-Мерцбахера, каждый из которых продемонстрировал уникальные характеристики. Полученные результаты подтверждают правильность установки в качестве универсальной платформы для наблюдения и препарирования болезни миелина человека и тестирования индивидуальной терапии.Органоиды, полученные от пациентов с тремя различными мутациями Пелизея-Мерцбахера, продемонстрировали уникальные характеристики, которые могут быть нацелены на лечение наркозависимости.
Выводы
«Наш метод позволяет генерировать человеческую мозговую ткань в лаборатории у любого пациента», – сказал Тесар. «В более широком смысле он может точно повторить, как строится человеческая нервная система, и определить, что пойдет не так при определенных неврологических состояниях».
Авторы другого исследования утверждают, что стволовые клетки способны восстанавливать головной мозг после инсульта.
Ведущий специалист отдела организации клинических исследований, терапевт, врач ультразвуковой диагностики АО «СЗЦДМ» (г. Санкт-Петербург), главный редактор, учредитель сетевого издания Medical Insider, а также автор статей
E-mail для связи – [email protected];
