Исследователи из Стэнфордского университета впервые в истории успешно воссоздали полную нервную цепочку, ответственную за передачу болевых сигналов от кожных рецепторов к имитации головного мозга.
Исследователи из Стэнфордского университета впервые в истории успешно воссоздали полную нервную цепочку, ответственную за передачу болевых сигналов от кожных рецепторов к имитации головного мозга.
Команда ученых под руководством румынского нейробиолога Серджу П. Пашки смогла воспроизвести нервную ткань и наладить связи между ее элементами. Пашка еще в 2017 году ввел понятие ассемблоидов — сложных трехмерных клеточных моделей, созданных в лабораторных условиях, комбинацию двух или более органоидов. Органоиды, в свою очередь, являются сферическими клеточными структурами или культивируемыми клетками, объединенными для воспроизведения структурных и функциональных свойств органа.
Для создания этой нервной цепочки исследователи взяли клетки кожи человека и превратили их в стволовые клетки, способные формировать практически любую ткань организма. Затем с помощью химических сигналов стволовые клетки были стимулированы к развитию в четыре типа нервной ткани: сенсорные нейроны кожи, проводящая нервная ткань и ткани коры головного мозга. Эти четыре типа клеток были выращены в виде отдельных органоидов.
Затем все четыре органоида поместили в чашку для культивирования, где они постепенно срослись, образовав непрерывный контур для передачи нервного импульса от начала до конца. Этот процесс занял около 100 дней, в результате чего сформировался ассемблоид длиной почти 1 см, содержащий около 4 млн клеток. Между составными органоидами образовались нейронные связи, и в системе возникли паттерны синхронной передачи сигналов.
Для проверки контура ученые использовали капсаицин — вещество, придающее жгучесть перцу. После его введения были зафиксированы волнообразные нейроимпульсные сигналы, распространявшиеся от места воздействия до конечной точки, имитирующей головной мозг. Пашка отметил, что такую синхронность было бы невозможно увидеть, не имея возможности наблюдать за всеми четырьмя соединенными органоидами одновременно. Он подчеркнул, что мозг представляет собой нечто большее, чем просто сумму его частей.
Это исследование имеет большой потенциал для разработки новых, более эффективных и безопасных обезболивающих препаратов, которые могли бы заменить вызывающие привыкание опиаты. Созданная модель позволит изучать механизмы передачи болевых сигналов на неинвазивном уровне и без использования животных. Кроме того, «мозг в пробирке» может стать ценным инструментом для исследования множества других заболеваний нервной системы, обеспечивая этически чистые исследования.
Релоцировались? Теперь вы можете комментировать без верификации аккаунта.