Stanfordo mokslininkai į pelių smegenis persodino laboratorijoje užaugintus žmogaus audinius

Stanfordo universiteto mokslininkai į pelių, kurioms genetiškai pašalinta didžioji dalis smegenų žievės, organizmą persodino laboratorijoje užaugintus žmogaus smegenų audinius. Taip sukurti hibridiniai gyvūnai, kurių smegenų tūrio didžiąją dalį sudaro žmogaus ląstelės, gali iš esmės pakeisti psichiatrinių ir neurovystymosi sutrikimų tyrimus.

Trečiadienį žurnale „Nature“ paskelbtame tyrime aprašoma, kaip neurobiologo Sergiu Pașca vadovaujama komanda iš perprogramuotų odos ląstelių išaugino trimačius žmogaus žievės neuronų telkinius, vadinamus organoidais. Tada jie buvo chirurginiu būdu implantuoti naujagimėms pelėms, kurių smegenų žievė ir hipokampas buvo pašalinti vystymosi metu. Per tris mėnesius žmogaus audinys išsiplėtė ir sudarė daugiau nei 90 procentų žievės tūrio, suformuodamas funkcinius ryšius visoje pelių nervų sistemoje ir išaugindamas ataugas iki pat nugaros smegenų.reuters+3

Kaip tai veikia

Tyrėjai šiuos gyvūnus vadina „ksenokortikaliomis“ pelėmis. Ankstesni bandymai persodinti žmogaus neuronus į graužikų smegenis buvo riboti, nes žmogaus neuronai vystosi maždaug 20 kartų lėčiau nei pelių, todėl negalėjo konkuruoti dėl vietos tinkle. Genetiškai pašalinus ląsteles, kurios paprastai suformuoja pelių žievę, S. Pașca komanda suteikė žmogaus audiniui erdvės ir laiko augti.npr

„Erdvė, kurią paprastai užima pelių žievė, leido mums persodinti žmogaus žievės organoidus netrukus po gimimo ir suteikė žmogaus audiniui galimybę plačiai išsiplėsti“, – sakė S. Pașca. Nepaisant to, kad pelėms trūko apie pusės smegenų tūrio, modifikuoti gyvūnai prieš transplantaciją buvo stebėtinai funkcionalūs – tai rodo besivystančių smegenų plastiškumą.iflscience+1

Persodinti audiniai taip pat suformavo retus von Economo neuronus – dideles ląsteles, susijusias su socialiniu pažinimu ir frontotemporaline demencija, kurių anksčiau nebuvo pavykę išauginti gyvame laboratoriniame modelyje.sciencealert+1

Naujas požiūris į ligas

Atliekant elgsenos testus, žievės neturinčios pelės, gavusios žmogaus organoidus, geriau atliko darbinės atminties labirinto užduotis nei tos, kurioms transplantacija nebuvo atlikta, ir priartėjo prie normalių pelių lygio. Veikiamos mažo deguonies kiekio – sąlygos, kurią pelės paprastai toleruoja gerai, tačiau žmonėms galinčios sukelti cerebrinį paralyžių – ksenokortikalios pelės parodė nervų pažeidimus ir eisenos sutrikimus, imituojančius specifinį žmogaus pažeidžiamumą.thetransmitter+3

„Psichiatrijoje klinikinių tyrimų sėkmės rodikliai yra vieni mažiausių“, – spaudos konferencijoje sakė S. Pașca. „Vaistai, kurie atrodo veiksmingi su gyvūnų modeliais, klinikoje dažnai patiria nesėkmę. Tai rodo, kad mums trūksta daug informacijos apie žmogaus biologiją“.bbc

Etiniai iššūkiai

Tyrėjai pabrėžė, kad tai nėra pelės su žmogaus smegenimis. Gyvūnai išlaiko pelių jutimo organus ir subkortikalines struktūras, o persodintam audiniui trūksta brandžios žmogaus žievės sluoksniuotos architektūros. Komanda sąmoningai nutraukė eksperimentus prieš žmogaus neuronams pasiekiant vystymosi stadiją, susijusią su sąmonės žymenimis.newscientist+2

Vis dėlto išorės ekspertai teigia, kad šis darbas atveria naują etinę erdvę. „Tai įveda mus į naujas pilkąsias zonas, kurioms nėra aiškių etinių gairių ar normų“, – sakė Duke universiteto bioetikė Nita Farahany, kuri nedalyvavo tyrime. Hongkui Zeng iš Allen instituto įspėjo, kad panašios procedūros su didesniais, ilgiau gyvenančiais gyvūnais keltų kur kas rimtesnį susirūpinimą.npr

S. Pașca pripažino įtampą, tačiau atkreipė dėmesį į neveikimo kainą. „Neurologiniai ir psichiatriniai sutrikimai paliečia beveik kas penktą žmogų“, – sakė jis, „ir daugeliu šių atvejų mes vis dar nepakankamai suprantame pagrindinę biologiją, kad galėtume sukurti veiksmingą gydymą“.reuters