Дослідники успішно сконструювали мініатюрні структури мозку, відомі як кортикальні органоїди, з функціонуючою мережею кровоносних судин, яка точно імітує мозок людини, що розвивається. Цей прорив вирішує критичну проблему з попередніми вирощеними в лабораторії «міні-мозками» — їх схильність відмирати через кілька місяців через брак поживних речовин. Нові органоїди, розроблені Етаном Вінклером та його командою з Каліфорнійського університету в Сан-Франциско, демонструють судинну систему з порожнистими центрами (просвітами), які можна порівняти з природними кровоносними судинами, що є значним кроком до більш реалістичних і міцних моделей мозку.
Проблема з міні-мізками
Вперше створені в 2013 році органоїди мозку стали цінним інструментом для вивчення неврологічних захворювань, таких як аутизм, шизофренія та деменція. Однак їх обмежений термін служби завадив глибшому дослідженню. Повнорозмірний мозок покладається на складні мережі кровоносних судин для доставки кисню та поживних речовин, тоді як органели раніше не мали цієї життєво важливої інфраструктури. Клітини в центрі цих структур швидко загинули б без належної циркуляції крові.
Новий підхід до васкуляризації
Команда Вінклера вирішила цю проблему, вирощуючи кортикальні органоїди (відтворюючи кору головного мозку) разом з окремими органоїдами кровоносних судин. Потім вони інтегрували їх, дозволяючи судинним мережам рівномірно поширюватися по мініатюрному мозку протягом кількох тижнів. Отримані структури показали дивовижну схожість із справжньою судинною системою мозку, включаючи порожнисті просвіти – деталь, відсутня в попередніх спробах.
Чому це важливо
Покращена васкуляризація має кілька переваг:
- **Підвищена виживаність: ** Краща доставка поживних речовин має подовжити тривалість життя органоїдів, дозволяючи довгострокові дослідження.
- Реалістичне моделювання: Наявність функціональних кровоносних судин дозволяє точніше відтворити гематоенцефалічний бар’єр, важливий захисний механізм.
- Поглиблені дослідження: Ці органоїди можуть прискорити дослідження розвитку мозку, моделювання захворювань і тестування ліків.
Залишаються майбутні виклики
Хоча це значний прогрес, повна реплікація кровоносної системи мозку залишається далекою метою. Сучасна система не має активного насосного механізму серця для забезпечення безперервного цілеспрямованого кровотоку. Дослідникам ще належить знайти способи імітувати динамічну циркуляцію, яка підтримує функціонування справжнього мозку.
Незважаючи на це, Медлін Ланкастер з Кембриджського університету називає просвіт судинної мережі «вражаючим» і «важливим кроком».
Створення цих високоваскуляризованих органоїдів мозку наближає дослідників до створення більш складних, надійних моделей для розуміння та лікування неврологічних захворювань.
