Опухоль мозга «в пробирке»
Глиобластому научились выращивать на «минимозге»
Исследования агрессивной опухоли мозга – глиобластомы – раньше были сильно затруднены, так как ученые не могли выращивать культуру опухолевых клеток в лаборатории, а результаты, полученные в экспериментах на животных, не всегда полностью применены к людям. Поэтому многие вопросы о молекулярных процесса, связанных с ростом и развитием этой опухоли оставались без ответа. Теперь ученые из Института Солка сумели решить эту проблему. Отредактировав всего два гена, они воспроизвели глиобластому в церебральных органоидах – миниатюрных подобиях мозга из человеческих клеток, которые выращиваются в чашках Петри.
Создавать примитивные миниатюрные аналоги различных органов из клеточных культур ученые начали в последние годы. Были получены органоиды почки, кишки, печени, легкого, молочной железы, простаты, в 2011 году Мадлен Ланкастер в лаборатории в Вене удалось создать миниатюрный мозг.
В нынешнем исследовании органоиды представляли собой трехмерные структуры из клеток, размером около четырех миллиметров. При помощи метода CRISPR-Cas9 ученые изменяли два гена, HRas и p53, которые, как было установлено ранее, связаны с глиобластомой. В нормальном случае HRas активирует рост клеток, а p53 тормозит этот процесс. Если первый из генов работает во всю мощь, а второй не функционирует, возникает опухоль. Модификация генома проводилась лишь в нескольких клетках органоида. В итоге в органоидах возникли опухолевидные структуры, которые быстро росли и в итоге захватывали весь органоид, заменив здоровые клетки. В них имелся ряд биомаркеров, характерных для глиобластомы.
Слева направо: опухолевые клетки, помеченные красным флуоресцентным маркером tdTomato, распространяются в органоиде мозга в течение 2, 3, 4, 6, 8, 10 и 13 недель после трансдукции. Рисунок из пресс-релиза Salk Institute Organoids reveal how a deadly brain cancer grows – ВМ.
Подобные органоиды удобно пересаживать лабораторным животным, инициируя развитие опухоли. Также, используя ген флуоресцентного белка, сцепленный с модифицированным геном HRas, можно легко отслеживать распространение опухолевых клеток внутри органоида. Полученная модель теперь позволит не только подробнее изучить, как растет эта опасная опухоль, но и тестировать новые лекарства в условиях лаборатории. Также можно будет проводить персонализованную терапию, изучая, как реагирует на различные препараты опухоль, геном которой точно соответствует геному опухоли конкретного пациента.
Статья Ogawa et al. Glioblastoma Model Using Human Cerebral Organoids опубликована в журнале Cell Reports.
Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru