Прорыв в области нейробиологии: создан самый реалистичный мини-мозг с сосудистой системой
Недавние исследования, проведенные командой ученых из Университета Калифорнии в Сан-Франциско, привели к созданию одного из самых передовых мозговых органоидов — миниатюрной версии развивающейся коры головного мозга человека, обладающей полноценной сетью кровеносных сосудов. Этот прорыв оказался возможным благодаря уникальному подходу к выращиванию клеточных структур, которые имеют потенциал революционизировать исследование ряда неврологических расстройств, включая аутизм, шизофрению и деменцию.
Исследования на органоидах, представляющих собой лабораторно выращенные кластеры человеческих мозговых клеток, уже в течение долгого времени используются для анализа заболеваний, однако традиционные органоиды останавливаются в развитии после нескольких месяцев, так как они не имеют кровеносных сосудов, способных обеспечить их кислородом и питательными веществами.
Чтобы решить эту проблему, исследователи из Университета Калифорнии решили вырастить кортикальные органоиды из человеческих стволовых клеток в сочетании с отдельными органоидами, сформированными из клеток кровеносных сосудов. После их объединения, сосудистые органоиды были размещены с обеих сторон мини-мозга. Всего за несколько недель кровеносные сосуды успешно распространились по всему веществу органоида.
Среди ключевых достижений этого исследования — способность сосудов формировать полые трубки, или просветы, что является отличительной чертой настоящих кровеносных сосудов и что ранее не удавалось воспроизвести. Также было отмечено, что сосуды демонстрируют генетическую активность и физические свойства, имеющие аналогии с развивающимся человеческим мозгом, включая характеристики гематоэнцефалического барьера, который регулирует проход веществ между кровью и мозговыми тканями.
Мадлен Ланкастер, ведущий исследователь из Кембриджского университета и первооткрыватель мозговых органоидов, подчеркнула, что хотя до создания «истинно функциональных» кровеносных сосудов еще далеко, это достижение воспринимается как «значительный шаг вперед». Данный прогресс в исследовании мозговых органоидов открывает новые горизонты для медицинской науки и может привести к более эффективным методам лечения неврологических заболеваний.
По данным Всемирной организации здравоохранения, заболевания мозга и нервной системы в настоящее время занимают лидирующие позиции среди причин инвалидности по всему миру. Их влияние на экономику оценивается в миллиарды долларов, не считая потерь на уровне качества жизни пациентов и их семей. Исследования, подобные рассматриваемому, могут дать толчок к разработке новых терапевтических методов, позволяющих улучшить качество жизни миллионов людей, страдающих от этих заболеваний.
Предстоит ожидать дальнейших разработок в данной области, так как ученые стремятся не только улучшить функциональные характеристики мозговых органоидов, но и создать полные модели, способные воспроизвести сложные нейронные сети, характерные для человеческого мозга. Эти усилия, несомненно, окажут значительное влияние на наше понимание нейробиологии и сложных заболеваний, влияющих на психическое здоровье.
