Stanfordští vědci transplantovali myším lidskou mozkovou tkáň vypěstovanou v laboratoři

Vědci ze Stanfordovy univerzity transplantovali lidskou mozkovou tkáň vypěstovanou v laboratoři myším, které byly geneticky upraveny tak, aby jim chyběla většina mozkové kůry. Vytvořili tak hybridní zvířata, jejichž mozek je zhruba z poloviny tvořen lidskými buňkami – jde o pokrok, který by podle výzkumníků mohl změnit způsob studia psychiatrických a neurovývojových poruch.

Studie, publikovaná ve středu v časopise Nature, popisuje, jak tým vedený neurovědcem Sergiu Pașcou vypěstoval z přeprogramovaných kožních buněk trojrozměrné shluky lidských kortikálních neuronů zvané organoidy. Ty pak chirurgicky vložili novorozeným myším, kterým byla během vývoje geneticky odstraněna mozková kůra a hipokampus. Během tří měsíců se lidská tkáň rozšířila a vytvořila více než 90 procent objemu mozkové kůry, přičemž vytvořila funkční spojení v celém nervovém systému myši a vyslala výběžky až k míše.reuters+3

Jak to funguje

Výzkumníci výsledná zvířata nazývají „xenokortikální“ myši. Předchozí pokusy o naroubování lidských neuronů do mozků hlodavců byly omezené, protože lidské neurony se vyvíjejí zhruba 20krát pomaleji než myší, takže nedokázaly soupeřit o prostor pro propojení. Tím, že tým Sergiu Pașcy geneticky odstranil buňky, které by normálně tvořily myší kůru, poskytl lidské tkáni prostor a čas k růstu.npr

„Prostor, který normálně zaujímá myší kůra, nám umožnil transplantovat lidské kortikální organoidy krátce po narození a dal lidské tkáni prostor k rozsáhlému růstu,“ uvedl Pașca. Navzdory tomu, že těmto myším chyběla zhruba polovina objemu mozku, byly před transplantací překvapivě funkční, což svědčí o plasticitě vyvíjejícího se mozku.iflscience+1

Štěpy také produkovaly vzácné von Economovy neurony, velké buňky spojené se sociálním poznáváním a frontotemporální demencí, které dosud nebyly v živém laboratorním modelu nikdy vytvořeny.sciencealert+1

Nový pohled na nemoci

V behaviorálních testech si myši s chybějící kůrou, které dostaly lidské organoidy, vedly v úkolu v bludišti na pracovní paměť lépe než ty bez transplantátů a přiblížily se úrovni běžných myší. Při vystavení nízké hladině kyslíku – stavu, který myši obvykle dobře snášejí, ale u lidí může způsobit dětskou mozkovou obrnu – vykazovaly xenokortikální myši poškození nervů a poruchy chůze, čímž napodobovaly specificky lidskou zranitelnost.thetransmitter+3

„Psychiatrie má jednu z nejnižších úspěšností klinických studií,“ řekl Pașca na tiskové konferenci. „Léky, které v animálních modelech fungují velmi dobře, v klinické praxi dramaticky selhávají. To nám říká, že nám chybí mnoho informací o lidské biologii.“bbc

Etické aspekty

Výzkumníci zdůraznili, že se nejedná o myši s lidským mozkem. Zvířata si zachovávají myší smyslové orgány a subkortikální struktury a transplantovaná tkáň postrádá vrstvenou architekturu zralé lidské kůry. Tým záměrně ukončil experimenty dříve, než lidské neurony dosáhly vývojového stadia spojeného se znaky vědomí.newscientist+2

Externí odborníci přesto uvedli, že práce otevírá nové etické území. „Dostáváme se do nových šedých zón, pro které neexistují jasné etické pokyny nebo normy,“ řekla bioetička Nita Farahany z Dukeovy univerzity, která se na studii nepodílela. Hongkui Zeng z Allenova institutu varoval, že podobné postupy u větších a déle žijících zvířat by vyvolaly mnohem vážnější obavy.npr

Pașca si je tohoto napětí vědom, ale poukázal na cenu nečinnosti. „Neurologické a psychiatrické poruchy postihují téměř každého pátého člověka,“ řekl, „a u mnoha z těchto stavů stále nerozumíme základní biologii natolik, abychom mohli vyvinout účinnou léčbu.“reuters