Мозг эмбриона в пробирке
Ученые из стволовых клеток вырастили мозг человеческого эмбриона
Скандинавские ученые создали из стволовых клеток модель мозга эмбриона человека, чтобы на ее примере посмотреть, как различные области мозга формируются в процессе раннего развития. Это поможет ускорить разработку новых методов лечения стволовыми клетками ряда серьезных неврологических заболеваний. Результаты опубликованы в журнале Nature Biotechnology (Rifes et al., Modeling neural tube development by differentiation of human embryonic stem cells in a microfluidic WNT gradient).
Исследования того, как развивается мозг человека на самых ранних стадиях – от второй до седьмой недели после оплодотворения – до сих пор отсутствовали, поскольку ученые не имели доступа к эмбриональной ткани человека на таких ранних сроках. Поэтому все выводы основались на экспериментах на мухах, цыплятах и мышах.
Однако свойства человеческого мозга сильно отличаются от мозга животных, а знания того, как каждая отдельная нервная клетка формируется в мозге эмбрионе, необходимы для того чтобы разработать эффективное лечение неврологических заболеваний, таких как болезнь Паркинсона, эпилепсия и инсульт.
Зная, как формируются нервные клетки на разных стадиях развития, исследователи смогут разрабатывать методы лечения каждой конкретной болезни. Например, при терапии болезни Паркинсона требуется специфический тип нервных клеток, которые теряются при этом заболевании, – дофаминергические нервные клетки.
Датские ученые из Центра биологии стволовых клеток Novo Nordisk в сотрудничестве с коллегами из Копенгагенского университета и биоинженерами из Лундского университета в Швеции создали из стволовых клеток модель, которая имитирует ранние этапы развития человеческого мозга. Клетки выращивали в специальной микрофлюидной камере, где создавали условия, аналогичные среде, в которой развивается мозг эмбриона.
«Мы знаем, что на ранней эмбриональной стадии мозг подвергается воздействию меняющихся концентраций факторов роста, которые вызывают образование различных областей мозга. Используя микрофлюидные методы, мы можем в контролируемых условиях воссоздать ткань, напоминающую эмбриональный мозг на очень ранней стадии – примерно через 4-5 недель после оплодотворения яйцеклетки – стадии, которую мы до сих пор не могли изучить», – приводятся в пресс-релизе Копенгагенского университета слова первого автора статьи доцента Педро Райфса (Pedro Rifes).
Исследователи планируют использовать новую модель для составления карты развития клеток головного мозга – своего рода «дерева развития» мозга, на котором будет видно, как разные нервные клетки в мозге человека формируются на ранних эмбриональных стадиях.
«Как только у нас будет карта, мы сможем лучше воспроизводить в лаборатории нейронные клетки человека, которые могут быть использованы для трансплантации, регенеративной терапии, а также для лечения различных болезней», – говорит руководитель исследования доцент Агнете Киркеби (Agnete Kirkeby).
Киркеби хорошо понимает важность решаемой задачи, так как она в течение десяти лет вместе с коллегами из Лунда и Кембриджа работала над разработкой терапии стволовыми клетками при болезни Паркинсона. При наличии новой модели исследователи ожидают, что в будущем подобные исследования будут проводиться намного быстрее.
«Если мы точно поймем, как развивается мозг на ранних стадиях, мы станем лучше направлять стволовые клетки в правильном направлении при производстве нервных клеток человека в лаборатории. Это позволит нам быстрее и эффективнее разработать клеточные методы лечения», – говорит Киркеби.
Авторы отмечают, что модель может служить и другим полезным целям. Ее можно использовать для изучения того, как клетки мозга эмбриона реагируют на определенные химические вещества, окружающие нас в повседневной жизни – в окружающей среде, потребительских продуктах или лекарствах, которые принимают беременные женщины.
Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru