Американские ученые показали, что пересаженные крысам органоиды мозга, полученные из человеческих стволовых клеток, способны образовывать единую систему с мозгом крыс. Они могут реагировать на некоторые визуальные стимулы.
Уже было известно, что возможно пересаживать отдельные нейроны человеческого или крысиного происхождения в мозг крыс. Также недавно ученые показали, что пересаженные органоиды мозга, полученные из стволовых клеток человека, способны взаимодействовать с мозгом крыс. Тем не менее не было понятно, могут ли пересаженные клетки выполнять специализированные функции.
В течение 80 дней американские ученые культивировали органоиды мозга, полученные из стволовых клеток человека. Затем они пересадили их в мозг крыс, которые имели повреждения зрительной коры мозга. Всего за три месяца органоиды интегрировались в мозг. В них появились сосуды, они выросли в размерах, начали формировать синапсы с нейронами хозяина. Чтобы оценить наличие нейронных связей, ученые использовали вирусные частицы с флуоресцентными метками. Их вкалывали в глаз и наблюдали их перемещения по синапсам. Так сигнал можно было зафиксировать от сетчатки до самого органоида, что подтвердило его интеграцию в общую систему мозга. Далее ученые использовали электроды, чтобы измерить активность отдельных нейронов в органоиде. Во время эксперимента животные наблюдали мигающий свет или переключение черного и белого цветов. Оказалось, что большое число нейронов в органоиде реагировало на некоторые визуальные стимулы. Это указывает на то, что клетки в органоиде способны выполнять особые функции.
Ученых удивило то, что пересаженный органоид смог прижиться всего за 3 месяца. В предыдущих исследованиях, в которых грызунам пересаживали нейроны, им требовалось 9–10 месяцев для полного созревания.
В дальнейшем исследователи хотят понять, способны ли органоиды выполнять функции, характерные для других областей коры головного мозга. Они также планируют выяснить правила, по которым нейроны органоидов интегрируются в мозг, так как это поможет оптимизировать и ускорить процесс.
Исследование опубликовано в журнале Cell Stem Cell.
Текст: Елизавета Перепелица