Naučnici kreirali štakore koji u mozgu imaju i ljudske ćelije

 

Naučnici su hirurški implantirali ljudske cerebralne organoide u mozgove novorođenih štakora. Zajedno sa svojim domaćinima, ljudski organoidi su počeli rasti. Tri mjeseca kasnije, organoidi su bili otprilike devet puta veći od početnog volumena, čineći u konačnici oko trećinu jedne strane korteksa štakora, vanjskog sloja mozga.

3D organoidi, razvijeni iz matičnih stanica da nalikuju pojednostavljenom modelu ljudskog korteksa, povezani su i integrirani s okolnim tkivom u korteksu svakog štakora kako bi formirali funkcionalni dio vlastitog mozga glodavca, pokazujući aktivnost povezanu s osjetilnom percepcijom.

Ljudske ćelije su dobro napredovale jer štakorski mozgovi nude prednosti koje laboratorijsko posuđe poput petrijevki, u kojima se organoidi obično drže, ne može, poput opskrbe krvlju, precizne mješavine hranjivih tvari i stimulacije iz obližnjih ćelija. Ova podrška okoliša nagovorila je pojedinačne ljudske neurone da narastu veći - šest puta veći - od iste vrste ćelija koje se uzgajaju u posudama. Stanice uzgojene u mozgu štakora također su bile složenije, s razrađenijim obrascima grananja i više staničnih veza zvanih sinapse.

Tokom višemjesečnog rasta, ti su ljudski neuroni uspostavili vezu sa ćeljama domaćina štakora. Ljudski organoidi implantirani su se u somatosenzorni korteks, dio mozga štakora koji upravlja osjetom brkova. Kad su istraživači puhnuli zrak u brkove, neke od ljudskih ćelija su reagovale.

Štaviše, ljudske ćelije mogle bi utjecati na ponašanje štakora. U daljnjim eksperimentima, istraživači su genetički prilagodili organoide da reaguju na plavu svjetlost, pomoću tehnologije optogenetike. Potaknuti bljeskom svjetla, neuroni su ispalili signale, a istraživači su štakore nagradili vodom. Ubrzo su štakori naučili krenuti prema vodo kada su njihove ljudske organoidne ćelije poslale signale.

Rad o ovome objavljen je u Nature 12. oktobra pod naslovom „Maturation and circuit integration of transplanted human corticalorganoids“, pod vođstvom Sergiu Pascu.