Это так называемые церебральные 3D-органоиды - трехмерные ткани, близкие по строению к настоящим органам. Условно говоря, зачатки мозга, выращенные из стволовых клеток. Все начинается с получения у человека образцов верхнего слоя кожи, а дальше - сложный процесс: перепрограммирование клеток, питание и прочее.
Мини-мозги живут в лаборатории около трех месяцев и вырастают в среднем до пяти миллиметров. Развиваются они так же, как мозг человеческого эмбриона. А значит, ученые впервые могут наблюдать за процессом нейрогенеза и за тем, какое влияние оказывают на него те или иные факторы. И в этом основная ценность органоидов.
Их культивацией в отделе молекулярных механизмов онтогенеза Института цитологии и генетики вместе с коллегами занимается младший научный сотрудник Татьяна Шнайдер. По ее словам, с церебральными органоидами можно делать по-настоящему фантастические эксперименты. В частности, на мини-мозгах изучают формирование таких тяжелых психических расстройств, как шизофрения и болезнь Альцгеймера. Эти органоиды оказались полезными и в исследованиях механизмов действия вируса Зика, пандемия которого случилась в 2014 году.
На подбор нужных условий для роста мини-мозгов было потрачено несколько месяцев, и теперь технология успешно работает.
Сибирские ученые начали выращивать мини-мозги, чтобы изучить влияние на развитие головного мозга гена CNTN6, кодирующего белок контактин 6: у некоторых людей с умственной отсталостью этот ген не работает. Исследователи считают, что результат "поломки" может проявляться на самой ранней, эмбриональной стадии жизни клеток. Полученные данные предполагается использовать в пренатальном скрининге - тестировании потенциальных проблем со здоровьем у будущего ребенка.
А еще, как выяснило издание СО РАН "Наука в Сибири", с помощью церебральных органоидов ученые пытаются найти ген, который делает нас людьми. Уже существуют работы по "обнеандерталиванию" мини-мозгов: например, в США и в Швеции, в группе биолога Сванте Паабо, вырастили органоиды с вариантами генов, которые отличаются у неандертальца и homo sapiens.
Между тем
Первые 3D-органоиды получили в Австрии в 2013 году. С тех пор направление быстро развивается. Ученые уже создали, например, органоиды почек, печени, легких, сетчатки глаза. В России всего несколько мест, где работают с новой технологией, одно из них - новосибирский Академгородок.