Когда строишь модели, неважно, кораблей или машин, хочется, чтобы они как можно сильнее напоминали реальные объекты. Когда же дело касается моделей внутренних органов, точность важна еще больше. И вот ученые из института Солка создали и изучили трехмерные «мини-мозги», выращенные из человеческих стволовых клеток, и выяснили, что структурно и функционально они больше походят на настоящие мозги, чем двухмерные модели.
Как вырастить лучший мозг?
Madeline Lancaster/MRC-LMB (Medical Research Council, Laboratory of Molecular Biology), UK

Это открытие указывает на то, что новая модель поможет ученым лучше понять развитие мозга, а также такие нейрологические болезни, как болезнь Альцгеймера или шизофрения.

Годами клеточные биологи пытались заставить стволовые клетки в чашках Петри развиться в различные типы мозговых клеток. Еще в 2013 году европейские исследователи разработали метод выращивания клеток в трехмерном геле, где они начинают дифференцироваться в реалистичные слои реального мозга. Тем не менее, до настоящего времени было неизвестно, насколько эти мини-мозги, выращенные в лаборатории (называются они церебральные органоиды), походят и ведут себя как реальные мозги. Сейчас же стало ясно, что они полностью имитируют мозг на ранних стадиях его развития. У них такая же эпигенетика, паттерн химических маркеров и тот же набор ДНК, которые включают и выключают работу различных генов. Клеточные эпигеномы — на которые воздействуют факторы окружающей среды, вроде стресса или диеты — прочно связаны с развитием и различными заболеваниями (вроде шизофрении)

Хотя органоиды и развиваются как обыкновенные мозги на ранних стадиях, в полностью зрелый орган они вырасти не могут. Интересно также, что и у двухмерных, и у трехмерных моделей есть одинаковые аберрационные паттерны, которые характерны для культур, выращенных в лабораториях, по сравнению с естественно развившимися мозгами. Что означает эта разница пока неясно, но заметна она сразу.