Команда исследователей из Швейцарии совершила значительный шаг в нейробиологии: ученым удалось вырастить в лабораторных условиях более 400 различных типов нервных клеток из индуцированных плюрипотентных стволовых клеток человека. Это открытие значительно расширяет возможности изучения нейродегенеративных и психоневрологических заболеваний, пишет ScienceDaily.
До настоящего времени ученые могли воспроизводить в пробирке лишь ограниченное количество нейронов, чаще всего — лишь десятки разновидностей. Но мозг человека насчитывает сотни, а возможно, и тысячи типов нейронов, отличающихся по форме, функции, связи и выделяемым нейромедиаторам. Игнорирование этой сложности затрудняло создание реалистичных моделей таких заболеваний, как болезнь Альцгеймера, Паркинсона, эпилепсия и шизофрения.
Исследователи добились прорыва, систематически комбинируя семь морфогенов — сигнальных молекул, которые регулируют развитие клеток в эмбрионе, — в почти 200 различных условиях. Кроме того, они генетически активировали нейронные регуляторные гены, чтобы направить развитие стволовых клеток в сторону нейронов.
Каждый образец проходил строгую проверку: ученые анализировали активность РНК отдельных клеток, их морфологию и функциональные характеристики, включая электрические импульсы. Сравнение полученных данных с существующими базами позволило точно идентифицировать типы выращенных клеток — от периферических нейронов до специализированных клеток мозга, отвечающих за восприятие боли, температуры и движения.
Хотя команда подчеркивает, что еще далеко до воспроизводства всей нейронной палитры человеческого мозга, достигнутое разнообразие уже позволяет строить более точные модели заболеваний, а также ускоряет разработку лекарств — без необходимости в тестировании на животных.
В будущем такие нейроны могут применяться и в терапии клеточной замены, когда поврежденные или погибшие клетки мозга заменяются новыми. Однако перед этим предстоит решить важную задачу: научиться выращивать один конкретный тип нейрона на каждое экспериментальное условие, а не их смесь. Исследователи уже работают над этим.