Ученые создали выращенные из стволовых клеток миниатюрные модели человеческого мозга, которые способны сохранять информацию о времени своего развития. Органоиды удалось поддерживать в лаборатории почти шесть лет — значительно дольше, чем большинство подобных моделей. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature.
Органоиды представляют собой небольшие скопления клеток, которые воспроизводят некоторые особенности развития человеческого мозга. Они позволяют исследовать процессы, которые невозможно наблюдать непосредственно в организме человека.
Исследователи использовали генетические маркеры, методы визуализации и электрофизиологию, чтобы отслеживать изменения клеток на протяжении нескольких лет. Анализ показал, что многие клетки в органоидах продолжают созревать и проходят этапы развития, сходные с теми, которые происходят в настоящем человеческом мозге.
В моделях появлялись различные типы клеток, в том числе астроциты, участвующие в поддержании работы нервной ткани, и олигодендроциты, формирующие миелиновую оболочку нервных волокон. При этом ученые обнаружили, что часть нейронов со временем погибала. Поддерживать их жизнеспособность удавалось благодаря сохранению спонтанной электрической активности и специальной питательной среде, имитирующей условия центральной нервной системы.
Главным открытием стало то, что клетки, по-видимому, способны сохранять «память» о пройденных этапах развития. Для проверки ученые разделяли органоиды разного возраста на отдельные клетки, а затем объединяли их в новые структуры — химероиды.
Несмотря на повторную сборку, клетки сохраняли молекулярные признаки своего предыдущего возраста. Например, клетки старых органоидов после пересадки продолжали формировать потомство, соответствующее более поздней стадии развития. В некоторых случаях они быстрее проходили этапы, на которые молодым клеткам требовалось значительно больше времени.
Исследователи предполагают, что внутри клеток существуют своеобразные молекулярные «часы», регулирующие темп развития и позволяющие сохранять информацию о предыдущих стадиях. Механизм их работы пока остается неизвестным.
Ранее россиянам назвали емкость человеческого мозга.