Стволови клетки имитират човешкия мозък
С правилната комбинация от хранителни вещества и малко принуждаване, човешките стволови клетки, извлечени от кожата, могат спонтанно да формират парчета тъкан, подобни на мозък. Изследователите предлагат първото описание и прилагането на тези „мини-мозъци“ днес в списание Nature.
„Това е първоначално изследване с цел правене на мозък в петрита“ казва Клайв Свендсен, невробиолог в University of California, Los Angeles, който не е участвал в конкретното изследване. „Това е феноменално. Направата на напълно оформен, изкуствен мозък ще може да се случи години напред в бъдещето“, отбелязва той, „но невронните групи клетки с размер на грахово зърно, изработени в това изследване, могат да се окажат полезни при изследване на човешките неврологични заболявания.“
Изследователите вече са използвали човешки стволови клетки за да „отгледат“ структури, наподобяващи очите и дори тъканните слоеве, подобни на мозъчната кора. Но последният напредък е, че учените са направили по-големи и по сложни струпвания на неврална тъкан, като първоначално поставили стволовите клетки в синтетичен гел, който прилича на естествената съединителна тъкан, намираща се в мозъка и в други части на тялото. След това, те поставят образувалите се струпвания в центрофуга, за да им се влеят хранителни вещества и кислород.
„Голяма изненада е, че това проработи“, казва съавторът на проучването – Юрген Кноблич, биолог в Institute of Molecular Biotechnology, Vienna. Струпванията от клетки нарастват до толкова, че заприличват на мозъка на зародиш в девета гестационна седмица.
Несъвършено копие
Под микроскоп, учените наблюдавали отделни области на мозъка, които изглеждали сякаш взаимодействат един с друг. Но цялостното устройство на различните прото-мозъчни области варира произволно в тъканните проби – с размер на неразпознаваема физиологична структура.
Четете още: Интересни факти от проучванията за стволовите клетки
„Цялата структура не е като един мозък“, казва Кноблич, като добавя, че нормалното мозъчно узряване при интактен ембрион, вероятно да е ръководено от растежни сигнали от други части на тялото. Също така, тъканните образувания нямат кръвоносни съдове, което може да бъде една от причините, големината им да е ограничена до 3-4 милиметра в диаметър, дори след като са нараствали 10 месеца и повече.
Въпреки тези ограничения, авторите са използвали системата за моделиране на ключови аспекти от микроцефалията – състояние, което причинява изключително забавен растеж на мозъка и когнитивни нарушения. Микроцефалията и другите нарушения в развитието могат да бъдат трудно възпроизведени в гризачите, поради разликите в развитието на мозъка при отделните видове.
Изследователите открили, че тъканта, култивирана от стволови клетки извлечени от кожата на човек с микроцефалия, не порастват толкова, колкото тъканта, получена от стволови клетки на здрав човек. Те проследили този ефект до преждевременната диференциация на невронни стволови клетки в микроцефаличната тъкан, разрушаващи популацията на прогениторните свтолови клетки, които подхранват нормалния растеж на мозъка.
Четете още: Как се събират стволовите клетки за трансплантация?
Откритията до голяма степен потвърждават преобладаващите теории за микроцефалията, казва Арнолд Крийгщайн, невробиолог в Тhe University of California, San Francisco. Той добавя, че изследването също демонстрира възможността за използване на човешките стволови клетки, получени от тъкани за моделиране на други разстройства, ако клетъчния растеж може да се контролира по-надеждно.
„Цялото това проучване е в наистина начален етап“, казва Крийгщайн. „Комисията може все още да не одобрява неговата надеждност.“
Източник:
Автор: Helen Shen
Статия: Stem Cells Mimic Human Brain
Списание „Nature“, August 28, 2013
Снимки: CSUF Photos, _DJ_, kaibara87 Foter.com
