Из стволовых клеток вырастили живой человеческий "мини-мозг"

Из стволовых клеток вырастили живой человеческий мини-мозг

Ученые из Института молекулярной биотехнологии при Академии наук Австрии, используя разработанную ими новую методику, впервые смогли успешно вырастить из стволовых клеток крошечные, размером с горошину, кластеры клеток ткани человеческого головного мозга.

Авторы полагают, что такие выращенные in vitro «мини-мозги» в будущем могут быть полезны в качестве модели для изучения фундаментальных процессов, лежащих в основе развития заболеваний головного мозга. Отчет о проделанной работе опубликован в журнале Nature.

В качестве отправной точки были взяты человеческие эмбриональные стволовые клетки, полученные из клеток-фибробластов кожи, перепрограммированные затем в индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (iPSC). Затем были найдены специфические факторы роста, под воздействием которых iPSC могут дифференцироваться в различные клетки нейральной ткани.

Когда были выращены клетки нейроэктодермы - зародышевой ткани, из которых развивается нервная система, они были вкраплены в капли специального синтетического геля, обеспечивающего естественные трехмерные условия для их дальнейшего роста и развития. Затем, для насыщения растущих тканей питательными веществами и кислородом, капли геля с клетками нейроэктодермы были помещены в биореактор с центрифугой.

Спустя 15-20 дней сформировались так называемые «церебральные органоиды», представляющие собой ткань нейроэпителия, окружающую наполненную жидкостью каверну, аналогичную церебральному желудочку, заполненному спинно-мозговой жидкостью. Через 20-30 дней сформировались ткани различных регионов мозга, включая кору, сетчатку, оболочки и хориоидное сплетение.

Через два месяца были получены полностью сформированные «мини-мозги», примерно соответствующие по размерам (3-4 миллиметра в диаметре) мозгу зародыша на девятой неделе развития. Их удалось сохранить в биореакторе в течение 10 месяцев.

Было установлено, что различные структуры «мини-мозга» могут взаимодействовать между собой. В то же время его структура отличается от нормальной, так как мозг эмбриона развивается под влиянием сигналов, посылаемых другими частями организма. Кроме того, в выращенной ткани отсутствуют кровеносные сосуды, чем, возможно, объясняется крошечный размер «мини-мозга».

Несмотря на эти ограничения, авторы попытались использовать новую методику в качестве модели для изучения микроцефалии - заболевания, при котором наблюдается значительное уменьшение размеров головного мозга, сопровождаемое умственной недостаточностью. Было установлено - если в качестве исходного материала взять клетки кожи пациента с микроцефалией, то полученный в итоге «мини-мозг» оказывается значительно меньше, чем выращенный из клеток здорового человека. Кроме того, удалось отследить, когда именно происходит нарушение, ведущее в итоге к микроцефалии - на этапе дифференциации iPSC в различные клетки нейральной ткани образуется недостаточное количество клеток-предшественников, необходимых для нормального развития мозга.

Как подчеркивают авторы, сама возможность проведения подобных исследований демонстрирует потенциал «мини-мозга» в качестве модели для изучения истоков развития различных неврологических заболеваний, а также для тестирования методов их терапии.

Источник: medportal.ru

Похожие новости:
Ученые вырастили мини-мозг в чашке петри
Ученые в первые в мире смогли вырастить мини мозг из стволовых клеток, о чем и поспешили сообщить из Университета Джонса Хопкинса (Johns Hopkins University). На данном мозге, выращенном из стволовых клеток будут проводить разного рода эксперименты. Также ученые заявляют, ..
2016-03-13 1777 0 Технология
0
Японские ученые вырастили функциональные ткани печени
Ученые в Японии вырастили функциональную ткань человеческой печени из стволовых клеток. Новая технология позволит решить проблему нехватки донорских тканей для трансплантации. Ученые для начала вырастили «зародыш» печени из человеческих стволовых клеток, а потом пересадили их живым мышам. В результате ..
2013-07-9 1994 0 Технология
0
Предложена технология выращивания мини-мозга
Учёные Университета Брауна разработали технологию выращивания миниатюрного мозга из ткани центральной нервной системы. Новая разработка позволит учёным проводить различные исследования, не прибегая к использованию для этого мозга животных. Университет Брауна опубликовал в конце прошлой неделе подробное ..
2015-10-07 1479 0 Технология
0
Японцы научились выбраковывать дефектные стволовые клетки
Ученые из Центра прикладных исследований индуцированных плюрипотентных стволовых клеток (iPS-клеток) Киотского университета (Kyoto University, Япония) под руководством нобелевского лауреата, профессора Синъи Яманаки (Shinya Yamanaka), нашла способ выбраковки дефектных стволовых клеток, из которых развивается раковая опухоль. Как сообщает ..
2013-11-19 1963 0 Технология
0
Ученые: человечество спасет мертвечина
Работники Стэнфордского университета пришли к выводу, что новым источником важных для медицины стволовых клеток вполне могут стать мертвые тела, которые обеспечат живых людей гигантскими объемами плюрипотентных клеток. Наибольшее их количество можно получить из костного мозга ..
2013-01-19 1811 0 Технология
0
В Японии созданы фрагменты почки человека из клеток iPS
На сайте университета Киото сообщается, что ученые университета Киото, Япония впервые в мире смогли создать фрагменты ткани почки человека из индуцированных стволовых клеток (iPS-клеток). Ученые вырастили из iPS-клеток человека клетки тканей, из которых у эмбриона формируются почки, ..
2013-01-23 2593 0 Технология
1
Ученые впервые вырастили искусственные желудки
В лабораторных условиях ученые впервые вырастили полноценные ткани человеческого желудка — из плюрипотентных стволовых клеток (способных стать клеткой любого типа). Трехмерные «минижелудки» (желудочные органоиды) помогут исследовать воздействие лекарств и болезнетворных организмов в реальном времени. Результаты ..
2014-10-30 1616 0 Технология
1
Япония: зрение восстановят при помощи стволовых клеток
Правительство Японии одобрило использование плюрипотентных индуцированных стволовых клеток для лечения офтальмологических заболеваний. Министр здравоохранения Норихиса Тамура дал разрешение исследовательской группе при институте RIKEN города Кобэ применять новую методику для культивирования ткани сетчатки глаза или ретинальной ..
2013-07-22 2299 0 Технология
1
Японские ученые вырастили кожу из стволовых клеток
Биологи из института RIKEN вырастили из стволовых клеток полноценную кожную ткань, которую они успешно имплантировали в тело мыши, говорится в статье, опубликованной в журнале Science Advances.«До настоящего времени созданию искусственной кожи препятствовало то, что подобные образцы тканей не содержали ..
2016-04-03 2044 0 Технология
1
Ученые создали сетчатку глаза из стволовых клеток
Медиками из Университета Калифорнии (Ирвин, США) разработана восьмислойная полнофункциональная сетчатка. Она целиком состоит из стволовых клеток человека. Ученые также сообщают, что созданная ими сетчатка является 1-м полностью завершённым трехмерным живым органом человека. Он создан в лабораторных условиях. Сетчатки ..
2012-06-14 3106 0 Технология
3
Учёные Поднебесной научились получать клетки мозга из мочи
Китайские учёные из Института медицины и здравоохранения Гуанчжоу (GIBH) научились создавать клетки головного мозга человека без использования эмбриональных стволовых клеток. Материал для строительства был найден в самом неожиданном месте: исследователи нашли простой способ превращать в нейроны клетки, ..
2012-12-10 2179 0 Технология
0
Ученые вырастили сердечные мышцы для морских свинок
Ученые восстановили поврежденные участки сердечной мышцы морских свинок при помощи клеток сердца (кардиомиоцитов), выращенных из человеческих эмбриональных стволовых клеток, сообщает The Seattle Times. Сердце морской свинки бьется со скоростью 200-250 ударов в минуту, примерно на верхнем ..
2012-08-9 1924 0 Технология
0
Биологи нашли способ получения овощей-гигантов
Генетики нашли способ, при помощи которого можно создавать овощи гигантских размеров. Результаты своего исследования авторы опубликовали в журнале Nature Genetics, а кратко с ними можно ознакомиться на сайте Science News. Биологи изучили два мутантных штамма томатов, плоды ..
2015-05-26 1946 0 Технология
0
На Дальнем Востоке открылся криобанк стволовых клеток
Первый и единственный в Сибири и на Дальнем Востоке банк стволовых клеток начал свою работу 15 августа во Владивостоке. «Криобанк – банк стволовых клеток заработал на базе Центра клеточных и репродуктивных технологий при краевом клиническом центре специализированных видов медицинской помощи», ..
2014-08-15 1674 0 Технология
0
Учёные вырастили мышцу, способную к регенерации
Ученым Массачусетского технологического института впервые удалось вырастить в лабораторных условиях биоинженерную мышцу, способную к самовосстановлению. Об этом сообщают иностранные СМИ со ссылкой на журнал PNAS. «Для создания мышцы были использованы мышечные волокна, выращенные учеными из миогенных клеток крысы. Чтобы ..
2014-04-03 1747 0 Технология
0