Ученые создали мини-мозги из ткани абортированных плодов

Миниатюрные трехмерные органы, размером с зерно риса, были выращены в лаборатории из ткани человеческого эмбрионального мозга, полученной в результате здоровых абортов.

Исследователи из Центра детской онкологии Принцессы Максимы в Нидерландах стремились вырастить мозг на начально-средней стадии развития, поэтому использовали ткань мозга из абортированных плодов на 12-15 неделе беременности.

Команда была удивлена, обнаружив, что ткань эмбрионального мозга оказалась ключевой для выращивания мини-мозга. Ранее при выращивании мини-органов ученые разлагали исходные ткани на отдельные клетки, используя эмбриональные или плюрипотентные стволовые клетки для воспроизведения конкретных областей мозга.

Это открытие побудило ученых рассмотреть возможность использования мини-органов для моделирования рака мозга, в частности, для исследования его развития у детей в надежде найти лекарство.

Доктор Делила Хендрикс, руководитель группы в Центре детской онкологии Принцессы Максимы, постдокторальный исследователь в Институте Хубрехт и исследователь Онкод, которая является соавтором исследования, заявила: «Новые органоиды, полученные из эмбриональной ткани, могут предложить новые взгляды на формирование различных областей мозга и создание клеточного разнообразия».

Анонимные доноры согласились на использование ткани для исследовательских целей.

Исследователи хотели создать долгосрочно развивающийся орган с той же клеточной сложностью, что и в человеческом мозге.

Используя ткань эмбрионального мозга, команда нарезала ее на мелкие кусочки и организовала в блюде, после чего поместила культуры на орбитальный шейкер.

В первые четыре-восемь дней исследователи заметили формирование нескольких трехмерных структур, продолжавших расти и по-прежнему похожих на мозговую ткань.

Команда обнаружила, что разделив органоид мозга, он может восстановиться вдвое большего размера в течение 20-30 дней культивирования.

Этот полный процесс продолжался восемь месяцев, в результате чего мини-мозги в конечном итоге выросли до 1500 кубических сантиметров, после чего их рост замедлился, но их можно было поддерживать.

Затем команда сосредоточилась на своей первоначальной цели — борьбе с раком мозга и использовала некоторые из новообразованных органоидов для развития мини-опухолей.

Для этого команда использовала CRISPR-Cas9, технику генного редактирования, чтобы ввести в небольшое количество клеток органоидов раковый ген TP53 для моделирования рака мозга.

CRISPR-Cas9 — это инструмент для точного редактирования ДНК, обнаруженный в бактериях.

Потребовалось три месяца, чтобы ген полностью захватил здоровые клетки, воспроизводя типичные особенности раковых клеток и показывая потенциал для исследования противораковых препаратов.

Их результаты , опубликованные в рецензируемом журнале Cell, показали, что органоиды могут быть использованы для поиска лекарства от рака и «могут радикально изменить исследования мозга».

«Органоиды мозга из эмбриональной ткани являются бесценным новым инструментом для изучения развития человеческого мозга», — сказала соавтор доктор Бенедетта Артегиани.

«Наша новая модель мозга, полученная из ткани, позволяет лучше понять, как развивающийся мозг регулирует идентичность клеток.

Исследование открывает новые возможности для понимания причин нейрологических заболеваний, таких как микроцефалия, и других патологий, возникающих вследствие нарушений в процессе развития, в том числе рака мозга у детей.

Ежегодно в США диагностируется рак у почти 16 000 детей в возрасте от рождения до 19 лет, из них 4000 диагностируются с опухолями мозга и спинного мозга.

Опухоли мозга и спинного мозга составляют около четверти всех случаев рака у детей, и примерно четверть детей, у которых диагностирован рак мозга, не выживают, согласно данным Американского онкологического общества.

По этой причине Центр Принцессы Максимы заявляет, что стремится найти решение и верит, что успешное развитие мини-мозгов приблизит ученых на шаг ближе к лекарству.

«Мы работаем каждый день с страстью и без границ, чтобы улучшить выживаемость и качество жизни детей с раком. Сейчас и в долгосрочной перспективе», — говорится в заявлении Центра Принцессы Максимы, добавляя: «Потому что у детей вся жизнь впереди».