Мыши с человеческими клетками в мозге. Зачем ученые выращивают химер
Ученые вырастили мышей, у которых часть мозга заменили человеческими клетками. Животные выжили, но никаких «суперспособностей» не обрели. Разбираемся, зачем нужны такие эксперименты, что они говорят о нашем мозге и почему следующий шаг – обезьяны – вызывает куда больше вопросов.
Об эксперименте рассказывает российское издание РБК Life со ссылкой на Live Science. Исследователи вывели генетически модифицированных мышей, у которых развивалось лишь около 2% коры головного мозга и отсутствовала большая часть гиппокампа – области, отвечающей за память. Проще говоря, в мозге животного специально оставили «свободное место». Туда после рождения мыши пересадили человеческие клетки.
Примерно в 90% случаев клетки прижились и начали расти. Это важный шаг в изучении так называемых органоидов – миниатюрных моделей человеческого мозга, которые выращивают из стволовых клеток.
Что такое органоиды и зачем они нужны
Органоиды – небольшие модели мозга человека, которые выращиваются из стволовых клеток. Это не «мини-мозг» в прямом смысле, а всего лишь небольшая структура, выращенная в лабораторной чашке, которая повторяет некоторые черты настоящего мозга: типы клеток, связи между ними, электрическую активность. Полноценной копией человеческого мозга она не является, но ученым этого и не нужно.
Главная ценность органоидов в том, что они позволяют изучать раннее развитие мозга. У человека этот этап проходит внутри растущего плода, и наблюдать за ним напрямую практически невозможно. Органоиды дают исследователям окно в этот процесс. И, возможно, ключ к пониманию того, как возникают болезни мозга.
Почему клетки пересаживают именно мышам
В пробирке не удается воспроизвести все сигналы, которые управляют развитием и организацией нейронов. Живой организм дает клеткам гораздо больше: кровоснабжение, питательные вещества, среду, в которой они могут расти и формировать связи.
Еще в 2022 году та же команда уже пересаживала органоиды мышам. Тогда пересаженные клетки увеличились в размерах, лучше сформировали связи и проявили большую активность, чем их аналоги в пробирке.
Но есть проблема: человеческие клетки развиваются примерно в 20 раз медленнее мышиных. Клетки животного-хозяина растут быстрее и буквально не оставляют места для человеческих. В новом исследовании ученые не стали ускорять созревание человеческих клеток. Вместо этого они освободили для них пространство, лишив мышь части собственного мозга.
Появились ли у мышей новые способности
Короткий ответ: нет.
Как отмечают авторы работы, мыши с 2% коры и без большой части гиппокампа на первый взгляд почти не отличались от обычных. Но при более внимательном анализе у них обнаружились проблемы с мелкой моторикой, рабочей памятью и социализацией.
У тех же мышей, которым пересадили человеческие клетки, никаких дополнительных когнитивных способностей не появилось. По словам ученых, это неудивительно: пересаженные органоиды по уровню развития соответствовали мозгу шестимесячного плода. Они еще слишком «молоды», чтобы как-то повлиять на поведение животного.
Создание обезьяны-химеры
Пока речь идет о мышах, вопросов почти нет. Но ситуация меняется, если подобные эксперименты проводить на животных, чей мозг больше и эволюционно ближе к человеческому, например, на свиньях или обезьянах.
Если «мини-мозг» станет более похож на человеческий – с выраженными слоями и долями, это может стать причиной для беспокойства. Правда, достичь такого уровня развития на мышах сложно. А вот на обезьянах уже реальнее.
В 2023 году в Китае создали обезьяну-химеру из двух наборов ДНК. Стволовые клетки макаки-крабоеда внедрили в эмбрион того же вида. Чтобы отследить, какие ткани выросли из чужеродных клеток, использовали зеленый флуоресцентный белок.
Из 40 имплантированных эмбрионов 12 беременностей состоялись, шесть закончились рождением детенышей. Но только один оказался настоящей химерой. Он прожил десять дней, затем его усыпили из-за дыхательной недостаточности и гипотермии.
Авторы надеялись, что эксперимент поможет моделировать нейродегенеративные заболевания (в мозге детеныша нашли много внедренных стволовых клеток) и, возможно, сохранять исчезающие виды. Но именно такие опыты вызывают самые острые этические споры: где заканчивается научный поиск и начинается создание существа, которое уже нельзя однозначно назвать животным?
По материалу rbc.ru/life