Ученые создали мини-мозг из стволовых клеток человека

Доктор Тайлер Венцель из Университета Саскачевана (USask) разработал инновационный метод создания миниатюрного мозга из стволовых клеток. Созданный Венцелем «мини-мозг» может произвести революцию в диагностике и лечении болезни Альцгеймера и других заболеваний, связанных с мозгом.

«Мы даже в самых смелых мечтах не думали, что наша безумная идея сработает, — говорит он. — Его можно будет использовать в качестве диагностического инструмента, созданного из крови». Венцель, постдокторант кафедры психиатрии Медицинского колледжа, разработал идею «мини-мозга» — или, говоря более формально, единственной в своем роде органоидной модели головного мозга, — работая под руководством доктора Даррелла Муссо.

Стволовыми клетками человека можно манипулировать, превращая их практически в любую другую клетку организма. Используя стволовые клетки, взятые из крови человека, Венцель смог создать крошечный искусственный орган, визуально напоминающий кусочек жевательной резинки.

Этот «мини-мозг» создается путем получения стволовых клеток из образца крови, а затем преобразования этих стволовых клеток в функционирующие клетки мозга. Использование небольших синтетических органоидов для исследований — не новая концепция, но «мини-мозг», созданный в лаборатории Венцеля, уникален.

Как говорится в недавно опубликованной статье Венцеля в журнале Frontiers of Cellular Neuroscience, мозг из лаборатории Венцеля состоит из четырех различных типов мозговых клеток, в то время как большинство органоидов мозга состоят только из нейронов.

В ходе испытаний «мини-мозг» Венцеля более точно отражает полноценный мозг взрослого человека, поэтому его можно использовать для более тщательного изучения неврологических состояний взрослых пациентов, таких как болезнь Альцгеймера.

Венцель определил, что «мини-мозг», созданный им из стволовых клеток людей, страдающих болезнью Альцгеймера, также демонстрирует патологию болезни Альцгеймера — только в меньшем масштабе.

Если стволовые клетки способны превращаться в любую клетку человеческого тела, то возникает вопрос: «Можем ли мы создать нечто, напоминающее целый орган? — сказал Венцель. — Во время разработки у меня возникла безумная идея. Если это действительно человеческий мозг, то теоретически крошечный мозг из стволовых клеток пациента с  болезнью Альцгеймера тоже будет страдать болезнью Альцгеймера».

По словам исследователя, эта технология способна изменить подход к оказанию медицинских услуг страдающим болезнью Альцгеймера, особенно в сельских и отдаленных районах. Исследование уже получило поддержку от Канадского общества Альцгеймера.

Если Венцель и его коллеги смогут создать последовательный способ диагностики и лечения таких неврологических заболеваний, как болезнь Альцгеймера, используя лишь небольшой образец крови, который имеет относительно долгий срок хранения и может быть доставлен курьером, вместо того чтобы требовать от пациентов поездок в больницы или специализированные клиники, это может сэкономить ресурсы системы здравоохранения и снять бремя с пациентов.

«Теоретически, если этот инструмент работает так, как мы думаем, мы можем просто доставить образец крови из Ла-Лоша или Ла-Ронжа в университет и поставить диагноз таким образом», — сказал он. Первые исследования «мини-мозга» оказались чрезвычайно многообещающими, а значит, следующим шагом Венцеля станет расширение тестирования на более широкий круг пациентов.

Исследователи также заинтересованы в том, чтобы попытаться расширить рамки исследования «мини-мозга». По словам Венцеля, если они смогут подтвердить, что «мини-мозг» точно отражает другие заболевания мозга или неврологические состояния, то потенциально его можно будет использовать для ускорения диагностики или проверки эффективности лекарств на пациентах.

В качестве примера Венцель привел значительное время ожидания приема у психиатра в Саскачеване. Если бы «мини-мозг» можно было использовать для проверки, какой антидепрессант лучше всего действует на пациента, страдающего депрессией, это могло бы значительно сократить время, необходимое для посещения врача и получения рецепта.

«До сих пор не верю, но в то же время меня очень мотивирует тот факт, что я создал нечто подобное, — сказал Венцель. — Это дает мне что-то, как я думаю, повлияющее на общество, будет иметь реальное значение и создаст некоторые изменения. У этого есть большой потенциал».

Тем временем поиск эффективного лечения болезни Альцгеймера становится все более активным и спорным, и в последние годы возникло несколько противоречий. В июле 2022 года журнал Science сообщил, что ключевая статья 2006 года, опубликованная в журнале Nature, в которой подтип белка мозга под названием бета-амилоид был идентифицирован как причина болезни Альцгеймера, возможно, была основана на фальсифицированных данных.