För första gången var det möjligt att odla miniatyrneurala strukturer med sitt eget kärlnätverk - "mini-hjärnor" för forskning och implantering av patienter.
Tillbaka 2013 utvecklade österrikiska forskare en metod för att odla små tredimensionella strukturer från mänskliga nervceller - "organeller" i hjärnan för biomedicinsk forskning. Nu har dessa tekniker tagits till nästa nivå, vilket tvingar organoiden att bilda sitt eget kärlnätverk och föra det ännu närmare den verkliga hjärnan.
Ben Waldau och hans kollegor från University of California i Davis rapporterar detta i en artikel publicerad i tidskriften NeuroReport. Enligt forskare kan sådana organeller i framtiden fungera som implantat för att ersätta de förlorade hjärnfragmenten. Närvaron av det vaskulära nätverket gör att större strukturer kan odlas och lagras längre "in vitro", och underlättar också deras framtida integration i den levande hjärnan.
Valdau och hans medförfattare fick neuroner från patienter som genomgick hjärnkirurgi, vilket gjorde dem till inducerade pluripotenta stamceller. Sedan tvingades de utvecklas, differentierade till celler - föregångare till nervceller, såväl som celler i endotelet, som bildar väggarna i kärlen i cirkulations- och lymfsystemet. Efter 34 dagars separat odling kombinerades båda cellerna och placerades i en gelproteinbas, varefter de odlades i ytterligare tre till fem veckor.
En skiva av en odlad organoid. Pilen indikerar ett fartyg som har vuxit djupt in i dess struktur / Pham et al.
Under denna tid bildades organoid äntligen och förvandlades till en "mini-hjärna" med alla nödvändiga celltyper och genomsyrad av ett komplext nätverk av kärl. Enligt forskare är den resulterande strukturen jämförbar i komplexitet med hjärnan i ett embryo under andra trimestern av utvecklingen, även om den i storlek är cirka 3,5 millimeter.
Dessutom utfördes parallella experiment, under vilka "halvmogna" organeller från celler - föregångare till neuroner och endotel odlades inte i en proteingel utan i en levande organism. För att göra detta implanterades de kirurgiskt i hjärnan hos möss. Två veckor senare kontrollerade forskare deras tillstånd och fann att de också hade vuxit och bildat en kärl.
Sergey Vasiliev
Kampanjvideo: