Клетки мозга, выросшие в пробирках, сильно перегружены и перепутаны. Клетки в этих скоплениях имеют неоднозначную идентичность и создают больше стрессовых молекул, чем клетки, взятые непосредственно из человеческого мозга, сообщили исследователи 22 октября на ежегодном собрании Общества нейробиологии.
Скопления клеток головного мозга, выращенные в пробирках
© VACCARINO LAB, YALE UNIVERSITY/FLICKR
Эти клеточные скопления выращиваются с использованием стволовых клеток, сделанных из кожи или крови, которые при правильных условиях могут быть сформированы в трехмерные скопления клеток мозга. Считается, что такие органоиды воссоздают некоторые аспекты раннего развития человеческого мозга — период, который трудно изучить иным способом.
Новые результаты подчеркивают недооцененные различия между органоидами и человеческим мозгом, который они призваны имитировать. «Большинство публикаций превозносят достоинства органоидов, — говорит соавтор исследования Арнольд Кригштайн — нейробиолог-исследователь в Калифорнийском университете в Сан-Франциско. — Но новое исследование показывает «важные проблемы, которые еще никто не рассматривал».
Кригштайн и его коллеги сравнили генетическую активность клеток человека из ткани мозга на ранних этапах развития с клетками человека, выращенными в органоиде. Клетки в органоидах имели более активные гены, участвующие в реакциях на стресс. Более того, эти органоидные клетки не вписываются в аккуратные категории клеток в реальной ткани мозга. Вместо этого некоторые из органоидных клеток показали признаки двух различных категорий одновременно. «Они ненормальные», — говорит Кригштайн.
Данные из других лабораторий показали такое же стрессовое поведение генов в органоидных клетках, говорит соавтор исследования Апарна Бхадури, нейробиолог-исследователь также в UCSF. «Это универсальное явление», — говорит она.
Полученные результаты являются «научно удовлетворительными», потому что они привлекают внимание к проблеме, с которой сталкивается использование органоидов, — говорит нейробиолог Майкл Нестор из Института аутизма Хассмана в Балтиморе. «Было много ажиотажа о потенциале органоидов мозга, — говорит он. — Я тоже взволнован, но мы должны сделать шаг назад».
Аномальные человеческие органоидные клетки стали немного более нормальными, когда их имплантировали в более гостеприимную среду — мозг мыши. После нескольких недель роста в более нормальной среде с кровоснабжением клетки органоидов выглядели менее подверженными стрессу. И клетки больше не запутывались в своих идентичностях.
Исследователи не знают точно, что вызывает аномалии в органоидных клетках. Это может быть связано с питательной жидкостью, которая окружает клетки, или даже с различиями в механических силах, которые давят на них.
Нестор говорит, что благодаря доработкам органоиды, выращенные в лабораторных условиях, могут лучше отображать определенные аспекты развития мозга. «Можно найти какое-то сочетание небольших молекул, окружающей среды или правильных температур, которые приведут вас к цели, — говорит он. — Просто потребуется время, чтобы понять, что это за секретный соус».
Статья опубликована в журнале Science News
Источник: sciencenews.org
