Създадоха мишка Франкенщайн с мозъчни клетки от плъх

В експеримент, напомнящ „Франкенщайн“, учените откриват, че мозъчни клетки на плъхове могат да заместят изгубени неврони при мишки, като дори позволяват на гризачите-домакини да помиришат сладкиши. 

(Във видеото може да научите повече за: Вселена 25" - Един изключителен социален експеримент с... мишки)

"Въпреки че обединяването на мозъци на плъхове и мишки може да звучи странно, тази работа има за цел да изгради основа за разбиране на начина, по който се развиват мозъците на бозайниците", казва Кристин Болдуин, невролог в Колумбийския университет и водещ автор на ново проучване, описващо експеримента. 

Изследването на Болдуин и нейния екип, което е публикувано в списание Cell заедно с второ изследване на сътрудници от Югозападния университет в Тексас, показва, че мозъчните клетки на плъх, въведени в мозъка на мишка, възприемат сигналите от новата си среда. Тези клетки се развиват в същия период от време като близките мозъчни клетки на мишката, комуникират с тях и дори адаптират размера си към тях.  

„Гостоприемникът контролира поне два аспекта: размера и скоростта на развитие“, казва Джун Ву, молекулярен биолог в Югозападния медицински център на университета и водещ автор на второто проучване.

„Това е много интересно и предполага, че микросредата оказва влияние върху скоростта, както и върху размера на донорската клетка“, още споделя Джун Ву.

Проучването, ръководено от Болдуин, се фокусира върху начина, по който се формират мрежите в хибриден мозък на мишка и плъх, докато проучването, ръководено от Ву, се фокусира повече върху замяната на цял мозъчен регион с трансплантирани клетки. Изследванията могат да доведат до създаването на други междувидови мозъчни тъкани, които да помогнат на учените да изследват развитието на мозъка и болестите и евентуално да разработят нови лечения за хората. 

Екипът на Болдуин първо използва бактериални токсини, за да убие или заглуши мозъчните клетки в развиващите се миши ембриони. Те започват, когато развиващият се ембрион е само куха топка от 100 до 200 клетки, наречена бластоцист, и се насочват към клетките, участващи в усещането на миризми. В тези бластоцисти те инжектират и стволови клетки от плъхове, като използват вид клетки, способни да се развиват в много видове клетки. 

След това те имплантират променените бластоцисти в майки на мишки и оставят ембрионите да се развият. Установяват, че клетките на плъховете се развиват успоредно с клетките на мишките, като заместват убитите или заглушени клетки в центровете за усещане на миризми в мозъка. Пълното изтриване на клетките на мишката и заместването им с клетки на плъха довело до странна анатомия, казва Болдуин пред Live Science, но мишият обонятелен апарат все още работел напълно нормално.

"Фактът, че различните неврони са създали мрежа заедно и са довели до сравнително нормално поведение, е обещаващ. В момента се възлагат надежди за лечение на мозъчни заболявания, като Паркинсон или Алцхаймер, с помощта на дарени или лабораторно отгледани клетки, които да заместят болните клетки в мозъка на пациентите", казва Болдуин.

„Може да се каже: „Можем да заменим клетките, които произвеждат допамин, и те ще го произвеждат“, споделя Болдуин.

По думите му допаминът е химически пратеник, който е драстично изчерпан при болестта на Паркинсон.

„Но какво правят те с обработката на информацията в тази част на мозъка? Това е една от основните причини, поради които мозъкът не е в състояние да работи. Дали участват по правилния начин и можем ли да подобрим това?“, пита Болдуин.

Проучването на Ву се фокусира върху замяната на цял регион от мозъка на мишка с клетки на плъхове. Екипът използва техниката за редактиране на гени CRISPR, за да изключи ген, който предизвиква развитието на предния мозък на мишката в утробата. Те заменили този голям мозъчен регион с клетки на плъхове и 60% от клетките в зрелите мишки се оказали с произход от плъхове. Въпреки хибридизираните си мозъци мишките се държали като типични лабораторни мишки.

„Показваме, че до 60% от клетките, които идват от различен вид в предния мозък, не променят драматично поведението на приемника“, казва Ву. 

По думи на Ву никой не планира да поставя човешки неврони в мозъци на мишки. Това би породило много повече етични проблеми, отколкото отглеждането на хибридни мозъци на гризачи и гризачи, защото мозъците биха могли да преминат прага и да станат „твърде човешки“.

"Във всеки случай това би било много по-трудно за постигане от техническа гледна точка. Правени са опити за отглеждане на други човешки органи в животни - например учени са отглеждали човешки бъбреци в свински ембриони - но мозъчната тъкан би била друг въпрос", казва Ву.

Теоретично изследователите биха могли да приложат тези техники за хибридизиране на мозъците на различни видове маймуни. Това би улеснило генетичното модифициране на приматите, за да се моделират аспекти на човешките болести: това е така, защото различните техники за генно модифициране обикновено са изпробвани и тествани при определени видове и не винаги са лесни за използване при различни видове. 

"Подобна работа с маймуни може да се окаже по-подходяща за хората, тъй като много от заболяванията, с които се сблъскват хората, не засягат мишки или плъхове", заключи Болдуин. 

Не пропускайте най-важните новини - последвайте ни в Google News Showcas