Человеческий органоид светится ярко-зелёным внутри фрагмента мозга крысы. Фото Стэнфордский университет.

Первый раз исследователи успешно пересадили человеческие нейроны в мозг детенышей крыс, сообщают они сегодня (12 октября) в Nature. Человеческие клетки образовали связи с нейронами крыс и могут быть использованы для управления поведением крыс.

«Это очень важное... очень крутое исследование», — говорит MIT Technology Review Юн Ли, молекулярный генетик из Университета Торонто, который не принимал участия в исследовании. «Тот факт, что они преуспели во многих из этих экспериментов, просто поразителен».

Для проведения экспериментов с человеческими клетками, особенно при изучении воздействия некоторых лекарств, учёные разработали модели, называемые органоидами: крошечные структуры, выращенные из стволовых клеток, которые имитируют человеческий мозг или другие органы. Однако они не могут самостоятельно воспроизвести сложность развития настоящих человеческих нейронов, сообщает Science News.

Стремясь ускорить развитие органоидов, учёные пересадили человеческие мозговые органоиды в мозг крысят, которым было всего несколько дней от роду. Их иммунная система была подавлена, чтобы не отторгать человеческие клетки. Исследователи надеялись, что, используя молодых крыс, а не взрослых, они смогут более плавно интегрировать клетки и сформировать больше связей в мозге крыс. Действительно, как они сообщают, человеческие нейроны успешно созрели, увеличившись в шесть раз по сравнению с нейронами, выращенными в лабораторных условиях, и сформировав связи с нейронами крыс через синапсы. «Они просто огромны, — говорит Technology Review нейробиолог из Стэнфордского университета и ведущий автор исследования Серджиу Пашка. — Клетки просто перешли на другой уровень созревания».

Чтобы проверить, могут ли пересаженные человеческие нейроны влиять на поведение молодых крыс, Пашка и другие исследователи генетически модифицировали человеческие клетки с помощью метода, называемого оптогонетикой, который позволяет клеткам реагировать на свет. Затем они использовали оптоволоконный кабель, чтобы направлять синий свет на интегрированные в крысиную нервную систему человеческие нейроны всякий раз, когда крысам давали воду. Крысы быстро начали ассоциировать свет с водой: уже через две недели они начали облизываться в предвкушении питья, когда включался свет.

Исследование подняло этические вопросы, связанные с обращением с животными.

«Я не думаю, что когда-либо — когда-либо — было этически оправданно относиться к животным как к ресурсам, которые люди могут использовать в своих интересах, — говорит New Scientist Тайми Брайант, профессор права в отношении животных в Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе. — Мне кажется, что сознание крыс в том виде, в каком оно есть, без манипуляций со стороны человека, довольно примечательно, и что повреждение мозга крысы является символом отношения к природе, которое ставит под угрозу перспективы человека и других животных на продолжение жизни на Земле». Другие эксперты выразили обеспокоенность тем, что изменения в мозге крыс могут привести к развитию когнитивных способностей у лабораторных животных. «Это повышает вероятность того, что вы создаёте улучшенную версию крысы, которая может обладать когнитивными способностями, превосходящими способности обычной крысы», — сказал Technology Review Джулиан Савулеску, специалист по биоэтике из Национального университета Сингапура.

По словам Пашки, крысы в этом исследовании не демонстрировали никаких признаков развитого когнитивного мышления или человеческого поведения. «Технологический обзор». Несмотря на этические соображения, он считает, что подобные исследования могут значительно ускорить разработку лекарств и помочь в лечении сложных человеческих заболеваний, «Новости науки». «Для лечения сложных заболеваний потребуются смелые подходы, — говорит он. — Нам нужно будет создать человеческие модели, которые будут воспроизводить больше аспектов человеческого мозга, чтобы изучать эти уникальные человеческие состояния».