Научен пробив: Учени създадоха мишки с човешки мозъчни клетки

Невролози в САЩ успешно са създали мишки, в чиито мозъци функционират човешки клетки, предаде Би Би Си.

Изследователите се надяват, че сега ще могат да тестват върху лабораторните животни потенциални лечения за психиатрични и невроразвитийни заболявания, които имат проявление само при хора.

Животните са генетично модифицирани и подложени на хирургична намеса, така че част от мозъчната им тъкан да бъде човешка, но учените подчертават, че това не са „мишки, които мислят като хора“. Изследването, публикувано в списание Nature, е проведено при независим етичен контрол.

Целта на този етично сложен пробив е да помогне за по-доброто разбиране на биологията на мозъчните заболявания, за които към момента няма ефективно лечение.

Някои заболявания не могат да бъдат изследвани при опити с лабораторни мишки просто защото гризачите не развиват част от мозъчните нарушения, които се срещат при хората.

Водещият изследовател проф. Серджиу Пашка от Станфордския университет обясни по време на пресконференция, че психиатрията е сред медицинските области с „едни от най-ниските нива на успеваемост при клинични изпитвания“.

„Дори лекарствата, които действително стигат до клинични изпитвания - които изглежда работят много добре при животински модели, се провалят драматично в клиничната практика“, каза той. „Това ни показва, че ни липсва много информация за човешката биология и че ще бъде от съществено значение да я получим.“

Според изследователите от Станфорд при някои сложни заболявания, включително епилепсия, аутизъм и церебрална парализа, новият модел има потенциала да бъде „трансформиращ“.

„Тук имаме нов модел, който ни позволява да уловим аспекти от функционирането на човешкия мозък по начин, който досега не беше възможен“, посочи Пашка.

Мишки без собствено „сиво вещество“

Човешкият мозък се състои от милиарди клетки, свързани в милиони вериги, което прави трудно разбирането на неговото развитие и на това какво точно се случва на клетъчно ниво, когато нещо се обърка.

Макар това изследване да не е първият случай, при който човешки неврони се имплантират в лабораторни гризачи, учените са издигнали този подход до ново ниво.

Първо те са генетично модифицирали мишки, така че да развиват почти никаква собствена мозъчна кора - външния слой на мозъка, понякога наричан „сиво вещество“. Тя отговаря за висшите когнитивни функции, паметта и сетивата.

След това изследователите взели кожни клетки от хора и ги „препрограмирали“, така че да се превърнат в структури от мозъкоподобна тъкан.

Това са структури, наречени органоиди - те не представляват цели мозъци, отгледани в лабораторни съдове, а по-скоро групи от свързани живи клетки.

Когато тези органоиди били имплантирани в мозъците на мишките, клетките започнали да се делят и организират в съществуващите мозъчни структури на животните, като се свързали с останалата част от мозъка и гръбначния мозък на мишките.

Кората на мозъка на имплантираните мишки не е напълно нормална – при обичайното развитие мозъчната кора образува организирани и структурирани слоеве. Както обяснява неврологът д-р Илари Алоди, сканирането на тези човешко-мишешки мозъци е „малко хаотично“.

След няколко месеца обаче човешките клетки започнали да изглеждат и да функционират като външния слой на мозъка на мишките.

Около 6 месеца след операцията учените подложили мишките на няколко базови поведенчески теста, като наблюдавали как се движат в малка арена върху маса.

По думите на Пашка те са се представили „до голяма степен така, както нормалните мишки“ и „нямат никакви подобрения“.

Д-р Сара Чан, специалист по биоетика от Университета в Единбург, която не е участвала в изследването, заяви пред Би Би Си Нюз, че „няма никакви признаци, че създаденото тук са мишки, които могат да мислят като хора, или човешки мозък в тяло на мишка“.

Според нея обаче изследването „ни кара да се замислим какво би означавало, ако започнем да променяме познавателните способности на животните“.

„Как можем да знаем какво е да бъдеш една от тези мишки? И как да вземем това предвид в начина, по който се отнасяме към лабораторните животни?“ добави тя.

Д-р Илари Алоди, невролог от Университета „Сейнт Андрюс“, която не е участвала в изследването, заяви, че работата на учените е „много впечатляваща“.

Алоди посочи факта, че в имплантираните мишки спонтанно са се образували типове клетки, които се срещат само в човешкия мозък и в мозъците на други примати, но не и в мозъците на мишките.

„Запазвате човешката програма в средата на мишката - все едно мишката е инкубатор“, каза тя.

Тези мишки, които според изследователите са генетично модифицирани и отглеждани при строги етични стандарти и правила за хуманно отношение, най-вероятно ще бъдат използвани в малък брой лаборатории за изследвания на няколко много специфични мозъчни заболявания.

Проф. Джеймс Ейндж, невролог, който също работи в Университета „Сейнт Андрюс“, посочи, че макар разработката да е впечатляваща от техническа гледна точка, тези мишки може да имат „ограничена практическа полза“.

По думите му това отчасти се дължи на „етичните въпроси, свързани с отглеждането на жива човешка мозъчна тъкан в мишка и какво би означавало това за преживяванията на животното“.

Както отбелязва Алоди, невролозите, които изследват човешкия мозък, се сблъскват с едни и същи ограничения. „Опитваме се да разберем човешките заболявания, а това, с което разполагаме, са мишки, клетки, които живеят в лабораторна среда, и невронни мрежи в компютър. Така че това е нов подход.“