Еще в 2013 году австрийские ученые разработали метод выращивания небольших трехмерных структур из человеческих нейронов — «органоидов» мозга для проведения биомедицинских исследований. Теперь эти технологии удалось поднять на следующий уровень, заставив органоид образовать собственную сосудистую сеть и еще более приблизив его к настоящему мозгу.
Об этом Бен Валдау (Ben Waldau) и его коллеги из Калифорнийского университета в Дейвисе сообщают в статье, опубликованной в журнале NeuroReport. По словам ученых, в будущем такие органоиды могут выступать в роли имплантов для замены утраченных фрагментов мозга. Наличие сети сосудов позволяет выращивать более крупные структуры и сохранять их дольше «в пробирке», а также облегчает их будущую интеграцию в живой мозг.
Валдау и его соавторы получили нейроны у пациентов, проходивших операцию на мозге, превратив их в индуцированные плюрипотентные стволовые клетки. Затем их заставили развиваться, дифференцируясь в клетки — предшественники нейронов, а также в клетки эндотелия, который образует стенки сосудов кровеносной и лимфатической систем. После 34 дней раздельного культивирования те и другие клетки соединили и поместили в гелевую белковую основу, после чего выращивали еще три-пять недель.
Срез выращенного органоида. Стрелкой указан сосуд, проросший глубоко в его структуру / ©Pham et al., 2018
За это время органоид окончательно сформировался, превратившись в «мини-мозг», имеющий все необходимые типы клеток и пронизанный сложной сетью сосудов. По словам ученых, по сложности полученная структура сравнима с мозгом эмбриона на втором триместре развития, хотя по размеру всего около 3,5 миллиметра.
Кроме того, провели параллельные эксперименты, в ходе которых «полусозревшие» органоиды из клеток — предшественниц нейронов и эндотелия культивировали не в белковом геле, а в живом организме. Для этого их хирургически имплантировали в мозг мышей. Две недели спустя ученые проверили их состояние и обнаружили, что они также выросли и образовали сосудистую сеть.
