В Институте молекулярной биотехнологии Австрийской академии наук из человеческих стволовых клеток вырастили некую трёхмерную структуру, весьма похожую на головной мозг. Сразу скажем, что сей «мозг» далёк от натуральной величины, зато он дифференцирован, то есть в нём можно выделить отличающиеся друг от друга области, подобные тем, что есть в настоящем мозге.
Юрген Кноблих с сотрудниками использовали индуцированные плюрипотентные стволовые клетки, которые получали из клеток кожи, лишая их специализации. Затем такие стволовые клетки выращивали в присутствии молекулярных сигналов, направлявших их развитие по нейронному пути. Однако их нужно было ещё как-то организовать в пространстве, ведь всякий орган (и мозг особенно) — это не плоская культура клеток, а сложная трёхмерная структура.
В данном случае особенностью эксперимента было то, что клеткам не давали никаких сигналов, никаких факторов-молекул, которые задавали бы им направление роста. После того как стволовые клетки образовывали листок нейроэктодермы (скопление клеток, дающее у зародыша начало всей нервной системе), их переносили расти на специальный гель, имитировавший соединительную ткань. По словам г-на Кноблиха, для него стало сюрпризом, что всё получилось: в итоге исследователи увидели структуру, похожую на мозг девятинедельного зародыша.
Через 15–20 дней роста в «церебральном органоиде», как называют его авторы работы, появлялись полости, которые впоследствии у настоящего зародыша развиваются в желудочки мозга. Через 20–30 дней в нём можно было различить элементы, соответствующие будущим коре мозга, твёрдым мозговым оболочкам и сосудистому сплетению (которое выделит в желудочки цереброспинальную жидкость). Спустя два месяца «церебральный органоид» переставал расти, однако не погибал, а продолжал жить.
Остановка роста, как полагают исследователи, связана с тем, что для дальнейшего развития мозгу требуется сосудистая система, которой получившаяся структура была лишена.
Разные области этого «протомозга» взаимодействовали, однако при этом в строении отдельных частей было достаточно много вариаций, чтобы говорить о какой-то чёткой физиологической структуре. Чтобы такой мозг стал совсем похож на настоящий, требуется, во-первых, сосудистая система, которая бы его питала, а во-вторых, ростовые сигналы, поступающие от остальных частей тела зародыша (каковое тело в данном случае полностью отсутствовало).
Тем не менее даже в таком виде «церебральный органоид» способен изрядно послужить учёным: с его помощью можно напрямую исследовать самые начальные процессы формирования мозга, нарушения в этих процессах и то, как таких нарушений избежать.
