Выращенные в лаборатории мини-мозги вызывают этический шум

Запись в актуальном онлайн выпуске журнала Стволовые клетки и развитиеИсследователи из Калифорнийского медицинского университета в Сан-Диего описывают разработку быстрого и экономически эффективного метода создания корковых органоидов человека непосредственно из первичных клеток.

Экспериментальные исследования развития функции мозга человека ограничены. Исследования с участием живых эмбрионов ограничены этическими проблемами и хрупкой природой самого мозга. Животные модели лишь частично имитируют или резюмируют биологию и когнитивные функции человека. Исследования отдельных клеток не отражают сложность нейронных сетей.

В последние годы развитие в пробирке Органоиды человека - трехмерные, миниатюрные, упрощенные версии органа, полученные из перепрограммированных стволовых клеток - позволили ученым более реалистично и более подробно изучать биологические функции, болезни и методы лечения.

«И это включает в себя мозг», - сказал Алиссон Р. Муотри, доктор философии, профессор кафедры педиатрии и клеточной и молекулярной медицины Калифорнийского университета в Сан-Диего, директор программы стволовых клеток Калифорнийского университета в Сан-Диего и член Sanford Consortium. для регенеративной медицины. «Церебральные органоиды могут образовывать множество областей мозга. У них есть нейроны, которые функциональны и способны к электрическому возбуждению. Они напоминают корковое развитие человека на уровне экспрессии генов ».

Муотри является одним из лидеров в этой области, использовав подход «мозг в тарелке», чтобы предоставить первое прямое экспериментальное доказательство того, что вирус Зика может вызвать серьезные врожденные дефекты, чтобы изменить существующие лекарства от ВИЧ на редких, наследственное неврологическое расстройство и создать Неандертальские «мини-мозги».

Но органоиды головного мозга человека сложны, трудоемки и дороги в производстве, требуя сложных инструментов и ноу-хау, чтобы сначала генерировать индуцированные человеком плюрипотентные стволовые клетки (ИПСК), способные превращаться практически в любой тип клеток из клеток кожи, называемых фибробластами, а затем направлять эти iPSCs дифференцируются во множество взаимосвязанных типов клеток, которые составляют орган, такой как мозг.

В новой статье старший автор Муотри и его коллеги описывают новый, быстрый и экономически эффективный метод перепрограммирования отдельных соматических клеток непосредственно в корковые органоиды от сотен людей одновременно. Для этого они сжимали и оптимизировали несколько этапов процесса, так что соматические клетки перепрограммировались, расширялись и стимулировались для образования корковых клеток почти одновременно. Результатом является корковый органоид, который полностью развивается из соматических клеток с незначительными манипуляциями, сказал Муотри.

«Что мы сделали, так это установили протокол подтверждения принципа систематического автоматизированного процесса генерации большого количества органоидов мозга», - сказал Муотри. «Потенциальные возможности использования огромны, включая создание больших хранилищ органоидов в мозге и открытие причинно-следственных генетических вариантов неврологических состояний человека, связанных с несколькими мутациями неизвестного значения, такими как расстройство аутистического спектра. Если мы хотим понять изменчивость человеческого познания, это первый шаг ».