За първи път изследователите имат 3d модели на мозъка създадени, които съдържат различни типове клетки от множество хора 1. Тези органоиди „село в купа“ могат да помогнат да се разкрие защо реакцията на мозъка към лекарствата варира от човек на човек.

Други екипи са създали 2D срезове от мозъчни клетки от повече от един човешки донор 2, но тази работа съобщава за стабилни 3D системи, подходящи за изследване.

„Това е наистина мощна технология и подход“, казва Томаш Новаковски, биолог от Калифорнийския университет в Сан Франциско, който не е участвал в проучването. Много групи вероятно ще използват този метод, добавя той. „Това е технически шедьовър.“

Тези химерни култури, които авторите наричат ​​химероиди, комбинират клетки от до пет донора. Бъдещите версии могат да побират клетки от стотици хора. „Какво ще стане, ако един ден можем да използваме химероидите като аватари, за да предвидим индивидуалните отговори на нови терапевтици, преди да ги тестваме в опит? Обичам да си представям това бъдеще“, казва Паола Арлота, биолог по стволови клетки в Харвардския университет в Кеймбридж, Масачузетс, и старши автор на изследването, публикувано днес вПриродатабеше публикуван.

Нужно е село

Моделни системи, наречени органоиди, имитират клетъчния състав на органите като червата и белите дробове. Изследователите ги правят, като къпят стволови клетки от човешки донор в прецизно формулиран коктейл от химикали, който стимулира стволовите клетки да се развият във всички видове клетки, които обикновено присъстват в даден орган. Условията на култура също насърчават клетките да се съберат в сложна 3D форма.

Мозъчните органоиди растат особено бавно и са трудни за обработка и изследователите търсят по-добри начини да ги направят. Един подход беше да се комбинират клетки от множество донори в един органоид. Мултидонорните клетъчни клъстери могат да бъдат по-лесни за обработка и да уловят голямо разнообразие от човешка генетика в един модел. Въпреки това, тъй като родителските стволови клетки растат с различна скорост, бързо растящите линии неизбежно поемат.

От много, един

Номерът, съобщават Арлота и нейните колеги, е първо да се създаде серия от органоиди с един донор. Тъй като те узряват, клетките във всички органоиди приемат подобни темпове на растеж. Чрез хомогенизиране на тези структури и обединяване на клетките е възможно да се отгледа съставен органоид. Химероидите на авторите са се разширили до около 3-5 милиметра след три месеца и съдържат същите видове клетки, присъстващи в феталната кортикална тъкан.

„Това е наистина голям напредък“, казва Робърт Врис, управляващ директор на компанията за изследване на органоиди HUB Organoids в Утрехт, Холандия. Общността, изучаваща централната нервна система, „наистина се нуждае от повече органоидни системи“.

Химероидите трябва да позволят на изследователите да разберат дали лекарствата ще имат различен ефект върху различните хора. Като тестов случай екипът третира мултидонорните органоиди с невротоксични лекарства. Етанолът, който причинява фетален алкохолен синдром, намалява броя на клетките в една донорна клетъчна линия. Клетките от този донор растат по-бързо, когато се комбинират с валпроева киселина, антиепилептично лекарство, което се свързва с повишен риск от Разстройство от аутистичния спектър се свързва с децавътреутробновлезе в контакт с него.

Болки от растежа

Въпреки това ще е необходима внимателна последваща работа, за да се гарантира, че ефектите, наблюдавани в химерните модели, произтичат от генетиката на определена клетъчна линия, а не от взаимодействие между плътно опаковани клетки, предупреждава Vries.

Химероидите също са трудоемки за производство, добавя Новаковски, който изучава модела в своята лаборатория. Но автоматизираните системи за клетъчни култури трябва да облекчат натоварването и да направят тези модели подходящи за по-ефективни експерименти върху мозъчни заболявания.