Человеческие ткани вживили в мозг мышей. Зачем это нужно
. Ученый ответил, появились ли у таких животных дополнительные способности
Ученые вырастили лабораторных мышей, у которых отсутствовали участки мозга, и заменили недостающие ткани на человеческие клетки. Результаты исследования представлены в журнале Nature. Среди авторов научной статьи — Серджиу П. Пашка с факультета психиатрии и поведенческих наук Стэнфордского университета (Минюст внес университет в перечень иностранных организаций, деятельность которых признана нежелательной на территории России). Вкратце о том, зачем в мозг мышей вживлять человеческие ткани, пишет Live Science.
Данный эксперимент — шаг вперед в изучении органоидов, так называют небольшие модели мозга человека, которые выращиваются из стволовых клеток. В дальнейшем ученые надеются применять органоиды, чтобы лучше разобраться в том, как мозг развивается и как его структуры и функции изменяются при болезни. Как уточнили в Live Science, благодаря органоидам появляется возможность внимательнее изучить раннее развитие мозга. У людей это сделать довольно тяжело, так как данный этап протекает внутри растущего плода. Органоиды не представляют собой совершенную копию человеческого мозга в натуральную величину, но ученые все равно считают, что их можно использовать как модель для изучения развивающегося мозга.
Как обычно выращивают «мини-мозги»
Обычно такие «мини-мозги» в лабораториях выращивают вне тел — в специальных чашах или устройствах. Органоиды, представляющие собой различные отделы мозга, могут объединять в более сложные структуры. Ученые решились на выращивание органоидов внутри мышей, так как в лабораторных условиях не получается воспроизвести все сигналы, которые помогают управлять развитием и организацией нейронов.
Команда экспертов из Стэнфордского университета еще в 2022 году опубликовала исследование, где отчитывалась о результатах эксперимента по пересадке органоидов лабораторным мышам. Тогда пересаженные органоиды увеличились в размерах, лучше сформировали связи и проявили большую активность в сравнении с «мини-мозгами» в пробирке. При этом пересадка мышам клеток человеческого мозга сопряжена с трудностями. Такие клетки развиваются раз в 20 медленнее, чем клетки мышей. Клетки животного-хозяина будут развиваться быстрее, что ограничит пространство для развития человеческих клеток. В новом исследовании ученые попытались решить эту проблему. Они ничего не смогли сделать с медленным созреванием человеческих клеток, но предоставили им пространство для роста.
Эксперты вывели генетически модифицированную мышь, у которой развито лишь 2% коры головного мозга. У таких животных также отсутствует большая часть гиппокампа (главный центр памяти в мозге). После рождения такой мыши на «свободное место» в ее мозге пересаживали человеческие клетки. Приблизительно в 90% случаев они приживались и росли.
Что произошло с мышами, подвергшимися эксперименту
Серджиу П. Пашка подчеркнул, что человек привык думать, что большая часть его деятельности зависит от коры головного мозга. Однако у мышей кора головного мозга составляет меньшую часть от всего мозга. По его словам, есть исследования, которые показали, что мыши могут обойтись и без нее. Ученый заявил, что трансплантация вряд ли наносит существенный вред животному. Он дополнил, что мыши, у которых только 2% коры головного мозга и которым не пересаживали человеческие клетки, на первый взгляд не особо отличались от своих немодифицированных собратьев. Но при более детальном анализе выяснилось, что у них все же есть проблемы с мелкой моторикой, рабочей памятью и социализацией.
Он также уточнил, что у генно-модифицированных мышей, которым подсадили органоиды, не были замечены какие-либо дополнительные когнитивные способности. По его мнению, это неудивительно, так как органоиды соответствовали мозгу шестимесячного плода. Если «мини-мозги» станут более похожими на человеческие (у них появятся слои и доли), то это может стать причиной для беспокойства. Однако такой уровень развития сложно воссоздать на мышах. Сложности в этическом плане могли бы возникнуть, если бы речь шла о животных, чей мозг больше и в эволюционном развитии находится ближе к человеческому. К примеру, о свиньях и обезьянах.
Создание обезьяны-химеры
В 2023 году стало известно, что в Китае создали обезьяну-химеру из двух наборов ДНК. Один организм был создан из стволовых клеток макаки-крабоеда, внедренных в эмбрион того же вида обезьян. Чтобы определить, какие ткани выросли из чужеродных стволовых клеток, использовался зеленый флуоресцентный белок.
40 эмбрионов были имплантированы в тела самок макак-крабоедов, случилось 12 беременностей, шесть из них привели к живорождению. Только в одном случае на свет появился детеныш-химера. Он прожил десять дней — его усыпили из-за дыхательной недостаточности и гипотермии.
Авторы исследования надеялись, что их эксперимент окажется полезным для моделирования нейродегенеративных заболеваний (в мозге макаки-химеры обнаружили много внедренных стволовых клеток), а также поможет сохранению исчезающих видов.
