Ученые Стэнфордского университета создали мышей с клетками человеческого мозга

Ученые из Стэнфордского университета вырастили мышей с наполовину человеческим мозгом. С подробностями – научный обозреватель Николай Гринько.

Фото: depositphotos/Wavebreakmedia

Тем, кто хоть немного следит за развитием науки, довольно хорошо знаком термин "органоиды". Так называют выращенные в лаборатории мини-модели органов (чаще всего человеческих) – трехмерные клеточные структуры, получаемые из стволовых клеток.

Органоиды самоорганизуются и повторяют структуру реальных органов – мозга, кишечника, почек, печени – конечно, в сильно упрощенном виде. Ученые используют их, чтобы изучать развитие болезней, тестировать новые лекарства и проводить эксперименты. Но у таких структур есть главный недостаток: живут они не слишком долго. Для более долгих исследований человеческие клетки пересаживают в лабораторных животных, чтобы продлить жизненный цикл органоидов. До последнего времени такие опыты проводились с большинством известных типов клеток, кроме клеток мозга.

Фото: depositphotos/JacobSt

И вот на днях в научном издании Nature был опубликован отчет о таком эксперименте: исследователи вырастили мышей, в мозг которых встроены миллионы действующих человеческих нейронов. Для начала несколько слов о том, как именно это было сделано. Геном лабораторных мышей был изменен так, чтобы во время развития эмбрионов у них не формировалась кора головного мозга. Затем клетки человеческой кожи были "сброшены до заводских настроек", чтобы они стали стволовыми. Как известно, стволовые клетки могут развиваться в любой тип ткани, а потому, будучи пересаженными в мозг, они стали нейронами. Клетки не только прижились, но и размножились с нескольких сотен до нескольких миллионов, успешно соединившись с мозгом мыши. Сами подопытные развивались нормально и вели себя как обычные мыши, несмотря на то что половина их мозга была человеческой.

"В течение последних двух десятилетий ученые пытались создать модели человеческого мозга вне человеческого тела. Наша работа не заменит все модели, которые у нас были раньше, но даст нам доступ к другим аспектам функционирования человеческого мозга, которые иначе было бы очень сложно изучать", – заявил руководитель группы исследователей, профессор Серджиу Пашка.

Фото: вид сбоку ксенокортикального мозга мыши, показывающий нервные волокна, идущие от человеческого трансплантата (окрашенного зелеными и красными флуоресцентными белками) через мозг мыши (синий). Stanford University

Впрочем, человеческие нейроны в мозге мыши не смогли достичь высокого уровня развития: прежде всего, потому, что эксперимент был прекращен на шестом месяце. При этом мыши обладали некоторыми признаками химерного организма, поскольку выказывали особенности, не свойственные грызунам. Например, их мозг болезненно реагировал на недостаток кислорода, но при этом известно, что у новорожденных мышат клетки мозга намного более устойчивы к такому воздействию.

Фото: карта нервных связей в мозге мыши (белым пунктиром выделена область пересаженной человеческой мозговой ткани). Stanford University

Кроме того, исследователи нашли у подопытных веретенообразные нейроны – особый класс клеток мозга, отвечающий в том числе и за социальное поведение. Они встречаются только у высокоорганизованных животных – человекообразных, хоботных и китообразных.

Несомненно, эта работа – невероятный прорыв в области разработки органоидов мозга. Однако тут возникают серьезные этические проблемы. Как говорят коллеги авторов исследования, кора головного мозга играет важную роль, поскольку это "часть мозга, которая делает нас людьми". Именно она отвечает за наше высокоуровневое мышление и способность использовать язык. Надеемся, ученые избегут соблазна вырастить взрослую мышь, обладающую человеческим сознанием.

Хотя...