Прорив: Успішно культивовано мініатюрний людський мозок

não người - Ảnh 1. — Успішна розробка «міні-мізків» є важливим кроком вперед у сучасній біомедичній інженерії та нейронауці – Фото: ШІ

У публікації в журналі Advanced Science дослідницька група з Університету Джонса Гопкінса (США) повідомила, що ці кластери нервових клітин демонструють такий самий рівень активності, як і 40-денний людський плід. Це відкриває нові перспективи для лікування неврологічних захворювань, таких як хвороба Паркінсона та Альцгеймера.

«Штучний мозок» стає ближчим до реальності

Ці скупчення клітин, які називаються органоїдами людського мозку, культивуються з плюрипотентних стовбурових клітин, які мають здатність диференціюватися в різні ділянки мозку. Вони не є свідомими, але можуть виконувати основні функції, такі як пам'ять і навчання.

В останні роки, завдяки розвитку 3D-технологій, ці органоїди можуть не лише демонструвати біоелектричну активність, але й керувати простими роботами або навіть «грати» в прості відеоігри, такі як Pong, яка колись вважалася дивом у галузі нейробіології.

Однак досі більшість створених органоїдів імітували лише певну область мозку, таку як кора головного мозку, середній мозок або мозочок, але не відтворювали спосіб координації діяльності областей мозку, як це відбувається насправді. Якщо ми хочемо вивчати нейророзвиткові або психічні розлади, науці потрібна модель, яка представляє весь людський мозок у дії.

За словами дослідниці Енні Катурії, ми не можемо просити людину дозволити нам подивитися на її мозок для вивчення аутизму. Але моделі органоїдів цілого мозку можуть дозволити нам безпосередньо моніторити процес захворювання, тим самим перевіряючи ефективність лікування та навіть персоналізуючи схеми лікування.

Після років експериментів команда Катурії стала однією з перших у світі , хто розробив багаторегіональні органоїди мозку (MRBO). Спочатку вони культивували нейрони з різних ділянок людського мозку разом з кровоносними судинами, що лежать під ними, в окремих чашках для культивування. Потім ці ділянки з'єднали за допомогою білка-«біосуперклею», який дозволяє тканинам з'єднуватися та взаємодіяти одна з одною.

В результаті, ділянки мозку почали виробляти синхронізовану електричну активність, утворюючи єдину мережу. Примітно, що дослідницька група також зафіксувала першу появу гематоенцефалічного бар'єру. Це шар клітин, що оточує мозок і допомагає контролювати речовини, що можуть потрапляти в мозок.

Нові можливості в лікуванні неврологічних захворювань

Хоча вони набагато менші за справжній людський мозок, кожен MRBO містить лише 6-7 мільйонів нейронів порівняно з десятками мільярдів у дорослої людини. Однак, маючи близько 80% клітин, характерних для раннього розвитку плода, ці моделі пропонують безпрецедентні аналітичні можливості.

За даними команди з Університету Джонса Гопкінса, MRBO можна використовувати для тестування ліків на людях, а не на тваринах. Наразі 85-90% препаратів зазнають невдачі у клінічних випробуваннях фази 1, а цей показник сягає 96% для препаратів для лікування неврологічних захворювань, значною мірою тому, що доклінічні дослідження значною мірою залежать від мишей або інших тваринних моделей.

Перехід на тестування MRBO може допомогти пришвидшити прогрес і підвищити рівень успіху.

«Хвороба Альцгеймера, аутизм і шизофренія впливають на весь мозок, а не лише на його окрему ділянку. Якщо ми зрозуміємо, що відбувається на ранніх стадіях розвитку мозку, ми можемо знайти абсолютно нові мішені для лікування», – сказала дослідниця Енні Катурія.

Експерти кажуть, що це дослідження є важливим кроком уперед у сучасній біомедичній інженерії та нейронауці. Від складних моделей органоїдів вчені можуть перейти до етапу персоналізованої діагностики та лікування, де для кожного пацієнта створюється власна модель мозку для точного тестування дії ліків.

Крім того, майбутній потенціал включає інтерфейси «мозок-комп'ютер» і навіть новий напрямок штучного інтелекту на основі біологічних органоїдів.

Повернутися до теми

МІНЬ ХАЙ

Джерело: https://tuoitre.vn/dot-pha-nuoi-cay-thanh-cong-nao-nguoi-thu-nho-20250729171444933.htm