Клеточные структуры, полученные из стволовых клеток, впервые достигли стадий созревания, присущих мозгу младенца
18 сентября 2026, 14:18Наука и космосDarth Sahara0
Международная группа, возглавляемая исследователями из Гарвардского университета, впервые создала человеческие церебральные органоиды, которые сохраняли жизнеспособность на протяжении пяти лет. Предыдущий рекорд в 694 дня был установлен в 2021 году. За этот период клеточные структуры прошли через последовательные стадии созревания, которые соответствуют развитию мозга в период беременности и в первые годы жизни.
Учёные подчеркивают, что ранее считалось, что искусственно выращенные модели могут воспроизводить лишь ранние стадии формирования нервной системы.
Исследователи культивировали 34 органоида и проводили секвенирование РНК и полногеномное профилирование метилирования ДНК каждые полгода — химические метки, которые позволяют определить биологический возраст ткани. Эпигеномные часы органоидов почти идеально совпали с реальным временем, проведённым в культуре. Более того, траектория созревания на транскрипционном уровне соответствовала эталонным данным из образцов мозга плода и детей до четырёх лет: органоиды начинали с профиля первого триместра и постепенно развивали постнатальные характеристики.
Ключевым открытием стало выявление «памяти времени» у предшественников. Когда клетки, находившиеся в культуре 9 – 12 месяцев, смешивались с молодыми (15 дней), они не начинали развитие с нуля, а пропускали уже пройденные этапы и за две недели формировали каллозальные проекционные нейроны (CPN) — клетки, которые обычно появляются лишь спустя месяцы созревания. Молодые предшественники в такой же системе в это же время формировали только ранние популяции клеток.
Чтобы продлить жизнь нейронов, авторы заменили стандартную среду на «поддерживающую активность» (activity permissive medium, APM). Это увеличило долю зрелых возбуждающих нейронов, повысило плотность синапсов и позволило регистрировать сложные всплески сетевой активности вплоть до 2 лет культивирования. При стандартных условиях без оптимизации нейрональные популяции начинали деградировать уже после года. В двухлетних органоидах, выращенных в APM, впервые была зарегистрирована появление нескольких подгрупп нейронов с различными паттернами коллективного возбуждения — то есть более сложная, чем в молодых образцах, архитектура сети.
Органоиды также продемонстрировали признаки миелинизации на ультраструктурном и белковом уровне уже через шесть месяцев. По мнению авторов исследования, созданная платформа предоставляет экспериментальный доступ к поздним стадиям созревания человеческого мозга, которые практически невозможно изучать in vivo. Следующая задача группы — найти способ ускорить этот процесс, чтобы за короткий срок получать ткани, соответствующие возрасту 5 – 7 лет, и исследовать механизмы детских нейродегенеративных расстройств.
Источники:Nature volumeBroad Single Cell PortalUCSC Cell BrowserGitHubНаука и космос0НейробиологияСтволовые клеткиОрганоиды42 минуты назад
Источник