Специалисты из Школы общественного здравоохранения Джонса Хопкинса сообщили о создании «мини-мозга», выращенного из человеческих клеток.
Живой клеточный комок, который растили в течении восьми недель, имеет мозгоподобную структуру и даже воспроизводит некоторые функции настоящего головного мозга.
Создатели утверждают, что их разработка может кардинально изменить порядок проведения тестов на безопасность и эффективность новых лекарств, заменив собой сотни тысяч животных, которых сегодня используют в опытах.
Зачем нужен «мини—мозг»
До 95% лекарств, разработанных для нужд неврологии, демонстрируют многообещающие результаты на животных, однако когда дело доходит до клинических испытаний, то оказывается, что новые препараты не имеют должного эффекта у людей. Огромное количество времени и средств тратится ежегодно на разработку неэффективных лекарств. «Мини-мозг» может на порядок ускорить процесс создания новых препаратов, ведь в отличие от испытаний на животных (в основном, крысах и мышах) «мини-мозг» состоит из человеческих клеток.
«Мы можем получить намного больше полезной информации с помощью такого «мини-мозга», нежели чем на модели с грызунами. Мы уверены, что в будущем в научной работе будут реже использоваться животные, и более предпочтительными станут испытания на подобных клеточных моделях», — утверждает Томас Гартунг, доктор медицинских наук, почетный профессор Дёренкампа-Збиндена и глава отделения доказательной токсикологии в Блумберговской школе общественного здравоохранения Университета Джонcа Хопкинса.
Как создавали мозг в пробирке?
Для выращивания мозга Гартунг и его коллеги использовали индуцированные плюрипотентные клетки (iPSCs). Их сначала трансформировали из зрелого состояния до подобных эмбриональным стволовым клеткам, а затем стимулировали созревание до клеток мозга.
Для создания «мини-мозга» использовались клетки кожи взрослых здоровых людей. Однако создатели утверждают, что для формирования модели мозга можно использовать клетки кожи людей с различными заболеваниями, например, с болезнью Альцгеймера, болезнью Паркинсона, рассеянным склерозом и даже аутизмом. Созданные таким образом «мини-мозги» будут иметь некоторые признаки заболевания и позволят лучше спрогнозировать фармацевтический эффект испытываемых на человеке препаратов.
Миниатюрный мозг действительно очень мал — всего 350 мкм в диаметре; он едва виден невооружённым взглядом. Для сравнения: диаметр среза волоса человека — 50-90 мкм. За один раз можно создать до тысячи таких объектов. Целая сотня «мини-мозгов» может расти в одной чашке Петри. После двух месяцев культивирования в такой модели, помимо нейронов, имеются астроциты и олигодедроциты, которые способствуют образованию миелина, улучшающего проводимость сигнала. Мозг из пробирки даже продемонстрировал спонтанную электрическую активность, подобную ЭЭГ, которую можно записать с помощью электродов.