Немецкие исследователи добились быстрого успеха в генетическом манипулировании органоидами мозга размером всего несколько миллиметров, выращенными in vitro (то есть вне организма) из стволовых клеток.
Такого рода мини-мозг развивает тканевые структуры и рудиментарные реакционные способности, аналогичные тем, которыми обладают его модели. Он может служить в качестве тестовых систем и сделать ненужными проблематичные исследования на человеческих оригиналах или на лабораторных животных.
Среди прочего, ученые используют органоиды для изучения того, как мозг развивался в ходе эволюции и какие гены отвечают за высокие умственные способности приматов. Полученные результаты могут иметь и медицинский потенциал: выявить причины и способы лечения заболеваний мозга.
Чтобы отследить функции генов с помощью органоидов мозга, обычно выращивают варианты, в которых определенные генетические программы выключены или активированы. Однако стандартные процедуры до сих пор были очень трудоемкими, длительными и дорогостоящими.
Ученые Немецкого центра приматов создают органоиды мозга из клеток, названных индуцированными плюрипотентными стволовыми, которые были получены в результате определенных процедур, например, из клеток кожи. Путем "перепрограммирования" им возвращается способность давать начало различным типам тканей, включая нервную. Таким образом в пробирках можно выращивать мини-мозг различных видов приматов, включая человека.
Исследователи применяют при этом свой метод, используя электрические импульсы для внедрения кольцеобразных молекул ДНК в структуры нервных клеток. Информация, закодированная на этих "носителях данных", затем может быть там считана, объясняют ученые на примере генов флуоресценции, опосредующих световые эффекты.
По словам руководителя рабочей группы Михаэля Хайде, их метод может стать альтернативной процедурой для генетических манипуляций в органоидной технологии. Он одинаково подходит для органоидов мозга человека, шимпанзе, белохвостой обезьяны, макаки-резуса, что позволяет не использовать приматов в экспериментах на животных.
