Выразительный взгляд. Ученые создали из стволовых клеток мини-мозг и отрастили на нем глаза

Органоиды мозга
Фото: ScienceAlert | Органоиды мозга с оптическими чашечками на 60 день развития.

Новое исследование может помочь в изучении взаимодействия между мозгом и глазами во время развития эмбриона.

На крошечных органоидах человеческого мозга, выращенных в лаборатории, ученые увидели две оптические чашечки, отражающие развитие глазных структур у человеческих эмбрионов. Результат исследования поможет лучше понять процесс разделения и развития глаз, а также поможет в изучении глазных болезней, говорят ученые, сообщает Sciencealert

"В ходе исследования мы демонстрируем удивительную способность органоидов мозга создавать примитивные светочувствительные глазные структуры", — говорит Джей Гопалакришнан из Университета Дюссельдорфа в Германии. "Эти органоиды могут помочь в изучении взаимодействия между мозгом и глазами во время развития эмбриона, изучении врожденных заболеваний сетчатки и создании особых типов клеток сетчатки для персонализированной проверки лекарств и трансплантаций".

Не совсем мозг

Органоиды мозга — это не настоящий мозг. Это небольшие трехмерные структуры, выращенные из стволовых клеток, взятых у взрослых людей, которые могут вырасти в различные типы тканей.

В данном случае стволовые клетки превратились в сгустки мозговой ткани. Такие органоиды используются в исследовательских целях, когда невозможно использовать настоящий живой мозг. Ученые в рамках исследования хотели увидеть развитие глаз.

Вместо того, чтобы выращивать эти структуры напрямую, ученые хотели посмотреть, можно ли их выращивать как составную часть органоидов мозга. Это могло бы помочь понять, как два типа ткани могут развиваться вместе.

Органоид могзга
Органоид могзга
Фото: ScienceAlert

Зачем это нужно

"Развитие глаза — сложный процесс, и его понимание может позволить понять основу появления заболеваний сетчатки", — говорят ученые. "Крайне важно изучить зрительные пузырьки, которые являются зачатком глаза, проксимальный конец которого прикреплен к передней части мозга, что необходимо для правильного формирования глаза".

Глазные структуры на органоиде мозга были отчетливо видны уже на 50-й день. Это соответствует времени развития глаз у человеческого эмбриона, а это означает, что подобные органоиды могут быть полезны для изучения тонкостей этого процесса, говорят ученые.

Также оптические чашечки содержали различные типы клеток сетчатки, которые соединились в нейронные сети, реагирующие на свет, и даже содержали ткани хрусталика и роговицы. Также ученые увидели соединение сетчатки с участками ткани мозга.

"В головном мозге млекопитающих нервные волокна ганглиозных клеток сетчатки протягиваются, чтобы соединиться с мозгом, — этот аспект никогда ранее не проявлялся в лабораторных условиях", — говорит Гопалакришнан.

Из всех выращенных органоидов мозга, у 73% появились глазные чашечки. По словам ученых, они надеются разработать стратегии для поддержания жизнеспособности этих структур длительное время для проведения более тщательных исследований.

"Можно создать органоиды головного мозга, содержащие оптические пузырьки, отображающие узкоспециализированные типы нейронных клеток, что даст возможность создавать персонализированных органоидов и пигментные эпителиальные слои сетчатки для трансплантации", — говорят ученые.