От органоидов ждут научного прорыва. Биологи из Германии вырастили мини-мозг с реагирующими на свет зачатками глаз

Что произошло 

Эмбриологи из Университетской клиники Дюссельдорфа под руководством Джэя Гопалакришнана смогли вырастить в лаборатории органоид мозга с глазными пузырями — зачатками настоящих глаз, реагирующих на свет. Статья об исследовании опубликована в научном журнале Cell Stem Cell.

• С 30-го дня после того, как ученые вырастили мини-мозг, зачатки глаз на органоиде начали развиваться самопроизвольно. Похожим образом зрительные органы формируются у эмбриона человека. Примерно через 2 месяца после создания органоида зачатки глаз приняли окончательную форму.
• При этом у глазных пузырей сформировались функции настоящего зрительного органа. Они состояли из различных типов клеток сетчатки, сформировавших нейронные сети и реагирующих на свет. Также у «глаз»‎ на органоиде сформировались ткань хрусталика и роговицы. 
• Всего исследователи вырастили 314 органоидов и примерно у 72% из них смогли образоваться зачатки глаз. 

Контекст 

С помощью создания моделей маленьких человеческих органов в пробирке ученые могут изучать механизм их работы, различные заболевания, а также воздействие лекарств. 

• Особенно актуальным и эффективно используемым считается выращивание органоида мозга, поскольку множество неврологических экспериментов проводятся на мозге мышей. 
• Органоид мозга выращивают в среде, которая имитирует естественное окружение того или иного органа. В результате он получается небольших размеров. В случае с экспериментом немецких ученых — размером с горошину. 
• Стоит отметить, что большинство выращенных органов создавались с использованием культур клеток животных, поэтому на данный момент биологи не уверены в том, насколько результаты экспериментов могут быть применимы к человеку. 

Почему это важно 

Выращенные на органоиде мозга пузыри глаза, как ожидают исследователи, в будущем можно будет также использовать для изучения различных болезней, однако такого рода эксперименты могут столкнуться с этическими ограничениями. 

• По словам ведущего автора исследования Джэя Гопалакришнана, созданные ими мини-органы могут помочь исследовать взаимодействие мозга с глазом в период эмбрионального развития. Также с помощью глазных пузырей можно будет моделировать врожденные нарушения устройства сетчатки и создавать персонализированные типы клеток. 
• Однако как пишет портал New Atlas, дальнейшие эксперименты с развитием зрительных органов могут быть неэтичными. Эксперты считают, что в будущем благодаря зачаткам глаз выращенные в пробирке органоиды смогут обрести подобие самосознания. 
• В ходе более ранних исследований ученые выяснили, что органоиды двухмесячного возраста могут вести мозговую активность. При этом мозговые волны внутри таких органоидов были похожи на те, что присутствуют у недоношенных детей. 

Тенденция 

За последние 10 лет ученые неоднократно искусственно создавали разные органы человека, с каждым экспериментом увеличивая их размеры и функциональность. 

• В 2019-м биологи из Бразилии за 3 месяца вырастили органоид печени из человеческих стволовых клеток. Такая технология может помочь быстро создавать человеческие органы, которые организм не будет отторгать, поскольку выращены они были из его же клеток. 
• В августе 2020 года американским ученым впервые удалось создать органоид человеческого сердца. В нем сформировались все основные типы сердечных клеток. Также в нем образовались коронарные сосуды и камеры. Помимо этого, органоиды еще и сокращались как настоящие сердца.
• Весной 2021 года голландские специалисты создали клеточную культуру, способную источать слезы. Такой органоид биологи вырастили преимущественно для того, чтобы помогать людям с синдромом Шегрена.