Изследването е най-новото в бързо развиващата се и сложна от етична гледна точка област на мозъчните органоиди
Части от човешка мозъчна тъкан са трансплантирани в мозъците на плъхове в резултат на изследване, което може да проправи пътя към нови лечения на опустошителни мозъчни травми, съобщава „Гардиън“.
Революционното проучване показва, че "човешките мозъчни органоиди" - топчета от неврони с размер на сусамово семе - са в състояние да се интегрират в мозъка на плъхове, като се свързват с техните кръвоносни съдове и комуникират с невроните на плъховете.
Екипът, който е автор на изследването, предполага, че в крайна сметка лекарите ще могат да отглеждат в лабораторията мозъчна тъкан от собствените клетки на пациенти и да ги използват за възстановяване на мозъчни увреждания, причинени от инсулт или травма.
"Това е изключително вълнуващо за мен като лекар", казва Исаак Чен, лекар и доцент по неврохирургия в Университета на Пенсилвания.
Изследването е най-новото в бързо развиващата се и сложна от етична гледна точка област на мозъчните органоиди. Учените са доказали, че когато се култивират при подходящи условия, невроните започват да образуват малки структури, подобни на мозъка, което позволява да изследват състояния на развитие като аутизъм и широк спектър от основни въпроси на неврологията, предаде БГНЕС.
Новата работа е първата демонстрация, че лабораторно отгледаната мозъчна тъкан може успешно да се имплантира на място на нараняване, за да се възстанови мозъкът на възрастен човек, което предполага, че може да има бъдещи клинични приложения.
Чен и колегите му отглеждат човешки мозъчни органоиди в блюдо, докато достигнат диаметър от около 1,5 мм. След това топчетата от тъкан са трансплантирани в мозъците на възрастни плъхове, които са претърпели наранявания на зрителната си кора. В рамките на три месеца присадените органоиди са се интегрирали в мозъка на гостоприемника си, като са се свързали с кръвоснабдяването, разширили са се до няколко пъти първоначалния си обем и са изпратили проекции, които са се свързали с невроните на плъха, според проучването, публикувано в Cell Stem Cell.
"Не очаквахме да видим такава степен на функционална интеграция толкова рано", казва Чен. "Това предполага, че трансплантацията на невронна тъкан в мозъка на възрастни бозайници, особено в мозък, който е бил разрушен от някакво нараняване, наистина е жизнеспособна възможност за възстановяване на невроните."
Учените не са оценили дали имплантите са подобрили способността на плъховете да функционират, но тестовете показват, че човешките неврони са излъчвали електрически сигнали, когато плъховете са били изложени на мигащи светлини. Чен заяви, че това подкрепя идеята, че органоидите могат да действат като "празни обработващи единици", които мозъкът може да усвои и използва, за да се възстанови след нараняване.
"Чрез рационално въвеждане на тези конструирани обработващи единици в специфични области на увредения мозък смятаме, че повишеният изчислителен капацитет на тези области би довел до достатъчно възстановяване на мозъчните мрежи, за да се възстанови неврологичната функция", каза Чен.
Теоретично персонализираните мозъчни органоиди могат да бъдат създадени в лаборатория от собствените клетки на пациента, въпреки че Чен прогнозира, че клиничните приложения ще са на разстояние от поне пет до десет години. "Ние сме в самото начало на това пътуване", каза той.
Д-р Серена Барал, преподавател по неврология на развитието в Калифорнийския университет, която не е участвала в работата, я определи като "невероятна" демонстрация на огромната адаптивност на невроните. "В самата ДНК има много информация, която позволява на невроните да работят, където и да се намират - независимо дали са в пластмасова кутия в лабораторията или в мозъка", каза тя.
Барал добави, че при бъдещи клинични приложения степента, до която мозъкът може да бъде възстановен, вероятно ще зависи от това кои функции са били загубени.
"Зрителната кора е по-проста, но ако се замислите за заместване на областите, които са важни за речта, математическите изчисления, мисленето - това може да се окаже малко по-сложно, защото има много способности на мозъка, които се развиват с опита", каза тя.
