Ученые создали миниатюрные модели человеческого мозга, выведенные из стволовых клеток, которые способны запоминать информацию о времени своего развития.
Органоиды удалось поддерживать в лаборатории почти шесть лет — значительно дольше, чем большинство аналогичных моделей. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature.
Органоиды представляют собой небольшие скопления клеток, которые воспроизводят некоторые черты развития человеческого мозга. Они позволяют изучать процессы, которые невозможно наблюдать непосредственно в организме человека.
Исследователи применяли генетические маркеры, методы визуализации и электрофизиологию для отслеживания изменений клеток на протяжении нескольких лет. Анализ продемонстрировал, что многие клетки в органоидах продолжают созревать и проходят стадии развития, аналогичные тем, что происходят в настоящем человеческом мозге.
В моделях формировались различные типы клеток, включая астроциты, которые участвуют в поддержании функционирования нервной ткани, и олигодендроциты, отвечающие за формирование миелиновой оболочки нервных волокон. При этом исследователи обнаружили, что часть нейронов постепенно 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, похоже, способны сохранять «память» о пройденных этапах развития. Для проверки ученые делили органоиды разного возраста на отдельные клетки, а затем объединяли их в новые структуры — химероиды.
Несмотря на повторное объединение, 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 специфические молекулярные «часы», регулирующие темп развития и позволяющие сохранять информацию о предыдущих стадиях. Механизм их работы на данный момент остается неясным.
Фото: hi-tech.mail.ru