Учени създадоха модел на човешкия мозък с основните типове клетки

Учени от Масачузетския технологичен институт, САЩ, са създали модел на човешкия мозък с шест основни типа клетки, което ще позволи персонализирано изследване на заболявания и откриване на лекарства, пише Юрикалърт, позовавайки се на публикация в сп. "Протоколи на Американската академия на науките".
Разработката е първата, която интегрира всички основни типове мозъчни клетки, включително неврони и глиални клетки, и съдовата система. 
Отгледани от индуцирани плурипотентни стволови клетки на индивидуални донори, моделите, наречени miBrains (Multicellular Integrated Brains - Многоклетъчни интегрирани мозъци), възпроизвеждат ключовите характеристики и функции на човешката мозъчна тъкан, лесно се адаптират чрез генетично редактиране и могат да бъдат произвеждани в количества, необходими за изследвания в голям мащаб. 
Въпреки че е по-малка от монета от 10 цента, всяка единица от системата miBrains може да бъде от голяма полза за изследователи и разработчици на лекарства, които се нуждаят от по-сложни живи лабораторни модели за по-доброто разбиране на биологията на мозъка и лечението на заболявания. 
По думите на изследователите miBrains е единствената инвитро система, която съдържа всички шест основни типа клетки, присъстващи в човешкия мозък. 
С помощта на miBrains учените са успели да открият как един от най-често срещаните генетични маркери за болестта на Алцхаймер променя взаимодействията между клетките, за да доведе до патология.
Авторите на изследването обясняват, че в мозъка невроните взаимодействат помежду си и с различни помощни клетки, като всички те се намират в триизмерна тъканна среда, която включва кръвоносни съдове и други компоненти. Всички тези взаимодействия са необходими за здравето и всяко едно от тях може да допринесе за заболяването. 
Прости култури от само един или няколко вида клетки могат да бъдат създадени в относително голямо количество бързо и лесно. Те обаче не могат да дадат на изследователите информация за безбройните взаимодействия, които са от съществено значение за разбирането на здравето или болестта. 
Животинските модели въплъщават сложността на мозъка, но могат да бъдат трудни и скъпи за поддържане, бавни в предоставянето на данни и достатъчно различни от човешките, за да дават понякога разминаващи се резултати.
От своя страна miBrains съчетават предимствата на всеки тип модел, запазвайки голяма част от достъпността и скоростта на лабораторно култивираните клетъчни линии. Същевременно те позволяват на изследователите да получат резултати, които отразяват по-точно сложната биология на човешката мозъчна тъкан. 
Освен това miBrains са получени от индивидуални пациенти, което ги прави персонализирани за генома на всеки индивид. 
В модела шестте типа клетки се самоорганизират във функциониращи единици с различни характеристики - кръвоносни съдове, имунна защита, провеждане на нервни сигнали и други. Изследователите са се уверили, че моделите разполагат и с кръвно-мозъчна бариера, способна да контролира кои вещества могат да проникнат в мозъка, включително повечето традиционни лекарства. 
Авторите на изследването описват miBrains като вълнуващо научно постижение. Те казват, че най-скорошните тенденции към минимизиране на използването на животински модели в разработването на лекарства могат да направят системи като тази все по-важни инструменти за откриване и разработване на нови лекарства.
Проектирането на модел, интегриращ толкова много видове клетки, е предизвикателство, чието преодоляване е отнело години. 
За да тестват възможностите на miBrains, учените са направили изследване на генния вариант APOE4, който е най-силният генетичен прогнозен параметър за развитието на болестта на Алцхаймер. Въпреки че един вид мозъчни клетки - астроцитите, са известни като основен производител на протеина APOE, ролята, която носителите на варианта APOE4 играят в патологията на заболяването, не е достатъчно добре проучена.
В бъдеще изследователският екип планира да добави нови функции към моделите, за да моделира по-точно характеристиките на работещите мозъци. 
Учените очакват, че системата miBrains може да допринесе за напредъка на научните открития и методите за лечение на болестта на Алцхаймер и други заболявания.