Уперше вчені виростили мініатюрні моделі людського мозку, оснащені вбудованою “системою безпеки”. Моделі не більші за кунжутне насіння включають функціональні гематоенцефалічні бар’єри (ГЕБ). У справжньому мозку ГЕБ захищає чутливий орган від потенційно шкідливих речовин, які можуть надходити з кров’ю від інших частин тіла. Дослідження опубліковане в журналі Cell Stell Cell.
В організмі ГЕБ вистилає кровоносні судини, що проходять через мозок. Він працює як фільтр: пропускає деякі речовини, наприклад, гормони і глюкозу, одночасно блокуючи загрози, такі як токсини і бактерії. Він також блокує багато ліків, що створює проблему для розробників ліків, які працюють над лікуванням захворювань головного мозку.
Органели на 13 і 30 день. Зображення: Cincinnati Children’s, Ziyuan Guo
Вирощені в лабораторії моделі поєднують у собі церебральні органели – тривимірні кластери клітин головного мозку, вирощені зі стовбурових клітин, – з органелами кровоносних судин, які також вирощують зі стовбурових клітин, але нагадують судинну мережу тіла. Разом ці два типи органоїдів утворюють те, що дослідники називають “ассемблоїдами”, які імітують те, як дозріваючі клітини мозку та кровоносних судин зростають і взаємодіють одна з одною.
Для демонстрації можливостей використання моделей, дослідники виростили ассамблоїди з клітин пацієнтів із церебральною кавернозною мальформацією – скупченням кровоносних судин аномальної форми в нервовій системі. Ці вади розвитку іноді виникають унаслідок генетичних мутацій і можуть спричиняти симптоми, що призводять до серйозних ускладнень, таких як інсульт і судоми.
Ассамблоїди відображали клітинні особливості, що спостерігаються у пацієнтів, “даючи змогу вивчати розвиток патології та тестувати можливі методи лікування. У майбутньому вчені мають намір вирощувати ассемблоїди, використовуючи стовбурові клітини людей з різними захворюваннями головного мозку, щоб моделі відображали біологію, що лежить в основі цих захворювань.