Учёные вырастили самые долгоживущие на сегодняшний день мозговые органоиды человека
Команда Гарвардского университета успешно культивировала мозговые органоиды, сохраняющие жизнеспособность более 5 лет. Они демонстрируют процессы долгосрочного развития и созревания, сходные с человеческим мозгом, что даёт новую модель для изучения нервно-психических заболеваний.
Short Summary
В исследовании, опубликованном в журнале «Nature», учёные успешно вырастили человеческие органоиды мозга, которые прожили более 5 лет — это самый длительный срок существования органоидов в лабораторных условиях. Результат был достигнут командой Гарвардского университета, которая не только преодолела существующие ограничения технологий культивирования, но и раскрыла молекулярные механизмы длительного развития и созревания органоидов, при этом паттерны генной экспрессии постепенно изменялись от стадии раннего эмбрионального развития до стадии, схожей с мозгом новорождённого.
Традиционные органоиды мозга обычно могут имитировать только ранние стадии развития мозга и погибают в течение нескольких месяцев. Чтобы преодолеть это ограничение, команда Арлотты улучшила условия выращивания, используя модифицированную питательную среду BrainPhys вместо прежней жидкой среды, что позволило эффективно предотвратить гибель возбудимых нейронов, наблюдать увеличение количества нейронов и появление более сложных паттернов электрической активности. В ходе исследования были проанализированы 34 органоида, и в течение 5 лет систематически собирались данные, которые показали, что органоиды со временем демонстрируют специфические признаки клеточного старения, такие как формирование миелиновой оболочки, что очень похоже на процесс развития человеческого мозга.
Исследователи также обнаружили, что клетки органоидов сохраняют молекулярную память о своём возрасте и функциях. В экспериментах с смешиванием клеток разных стадий роста старые клетки всё ещё помнят своё зрелое состояние и производят нейроны, соответствующие этому периоду. Это открытие предоставляет новую платформу для изучения нервно-психических заболеваний, влияющих на поздние стадии развития мозга, таких как шизофрения и расстройства аутистического спектра. Команда планирует в дальнейшем использовать стволовые клетки, поражённые заболеваниями мозга, для выращивания органоидов, тестирования потенциальных методов лечения и создания более сложных моделей органоидов мозга с учётом сенсорного ввода.
Самый длительный срок выживания
Органоиды мозга выживали и развивались более 5 лет, что является самым длительным сроком культивирования органоидов в лабораторных условиях и превосходит традиционные ограничения в несколько месяцев
Соответствие стадий генной экспрессии
Изменения в генной экспрессии органоидов проходят через стадии, аналогичные развитию человеческого мозга от эмбриона до новорождённого, включая ранние и средние стадии беременности и период после рождения
Функция клеточной памяти
Клетки старых органоидов сохраняют молекулярную память о своём возрасте, и даже при смешивании с молодыми клетками они всё ещё способны производить нейроны, соответствующие их зрелому состоянию
Ключевой фактор долгосрочного культивирования
Использование модифицированной питательной среды BrainPhys способствует выживанию и созреванию нейронов, проявляющемуся в более сложных паттернах электрической активности, что является ключевым фактором для долгосрочного выживания множества клеток
Text generated using AI
