Исследователям удалось успешно разработать миниатюрные структуры мозга, известные как кортикальные органоиды, с функционирующей сетью кровеносных сосудов, которая тесно имитирует сосуды развивающегося человеческого мозга. Этот прорыв решает критическую проблему предыдущих лабораторно выращенных «мини-мозгов» — их склонность отмирать через несколько месяцев из-за недостатка питательных веществ. Новые органоиды, разработанные Итаном Винклером и его командой из Калифорнийского университета в Сан-Франциско, демонстрируют сосудистую систему с полыми центрами (просветами), сопоставимую с естественными кровеносными сосудами, что является значительным шагом к более реалистичным и долговечным моделям мозга.
Проблема с Мини-Мозгами
Мозговые органоиды, впервые созданные в 2013 году, стали ценным инструментом для изучения неврологических заболеваний, таких как аутизм, шизофрения и деменция. Однако их ограниченный срок службы мешал более глубоким исследованиям. Полноразмерные мозги полагаются на сложные сети кровеносных сосудов для доставки кислорода и питательных веществ, в то время как органоиды ранее не имели этой жизненно важной инфраструктуры. Клетки в центре этих структур быстро погибали бы без надлежащего кровообращения.
Новый Подход к Васкуляризации
Команда Винклера решила эту проблему, выращивая кортикальные органоиды (воспроизводящие кору головного мозга) вместе с отдельными органоидами кровеносных сосудов. Затем они интегрировали их, позволив сосудистым сетям равномерно распространяться по миниатюрным мозгам в течение нескольких недель. Полученные структуры показали замечательное сходство с реальной сосудистой системой мозга, включая полые просветы — деталь, отсутствовавшую в предыдущих попытках.
Почему Это Важно
Улучшенная васкуляризация предлагает несколько преимуществ:
- Повышенная Выживаемость: Лучшая доставка питательных веществ должна продлить срок службы органоидов, позволяя проводить долгосрочные исследования.
- Реалистичное Моделирование: Присутствие функциональных кровеносных сосудов позволяет более точно воспроизвести гематоэнцефалический барьер, важнейший защитный механизм.
- Передовые Исследования: Эти органоиды могут ускорить исследования развития мозга, моделирования заболеваний и тестирования лекарств.
Остаются Будущие Задачи
Хотя это и является крупным достижением, полное воспроизведение циркуляторной системы мозга остается отдаленной целью. Текущая система не имеет активного насосного механизма сердца для обеспечения непрерывного, направленного кровотока. Исследователям все еще предстоит найти способы моделирования динамического кровообращения, которое поддерживает функционирование реальных мозгов.
Несмотря на это, Мэделин Ланкастер из Кембриджского университета называет сосудистую сеть с просветы «впечатляющей» и «важным шагом».
Создание этих высоко васкуляризованных органоидов мозга приближает исследователей к созданию более сложных, долговечных моделей для понимания и лечения неврологических заболеваний.
