Развитие мозга и роль органоидов в нейронауках
Развитие человеческого мозга — результат сложной эволюции, включающий формирование десятков миллиардов клеток, которые мигрируют и дифференцируются в более чем 3000 типов, образуя синаптические связи. Основные этапы происходят ещё до рождения, однако процесс продолжается около 30 лет. Ранее исследователи ограничивались животными моделями и небольшим количеством человеческой ткани, но сегодня на помощь пришли органоиды — миниатюрные лабораторные модели мозга, созданные из индуцированных плюрипотентных стволовых клеток (iPS-клеток). Со временем технология значительно улучшилась: из простых структур появились сложные системы, имитирующие различные области мозга.
Органоиды развиваются аналогично настоящему мозгу, достигая 4 мм в диаметре и развиваясь до 200 дней. В них обнаружены особые внешние RG-клетки, характерные для человека и, возможно, влияющие на размеры мозга. С помощью органоидов учёные создали модели микроцефалии, изучили воздействие вируса Зика, а также исследовали механизмы паралича и обработки болевых сигналов. Кроме того, используются ассемблоиды — объединённые органоиды, и химероиды — модели, состоящие из клеток различных доноров с молекулярными метками, что способствует тестированию лекарств и изучению нейроразвития.
В настоящее время исследователи работают над ускорением созревания органоидов, чтобы исследовать расстройства, проявляющиеся в подростковом возрасте, такие как шизофрения. В 2024 году планируется первое клиническое испытание терапии синдрома Тимоти, разработанной на основе органоидов: команда Серджиу Пашки выявила способ исправления генетической мутации, нарушающей миграцию нейронов.
Несмотря на успехи, органоиды пока не могут полностью воспроизвести сложность человеческого мозга и живут в лабораторных условиях лишь несколько месяцев. С развитием технологий появятся и этические вопросы, например, о возможности возникновения у органоидов сложных форм поведения. Тем не менее, эти модели уже доказали свою ценность в изучении мозга и создании новых методов лечения.
