Причину тяжелого заболевания мозга выявили с помощью искусственной нервной ткани

Одной из главных проблем в исследовании мозга является сложность изучения нормального и патологического развития этого органа. Животные модели заболеваний центральной нервной системы бывают не вполне адекватными. Выращивание нервных клеток человека в лаборатории имеет одно серьёзное ограничение: ткань растёт слоем толщиной в одну клетку. Это серьёзно ограничивает ценность и значимость получаемых данных, ведь мозговая ткань у человека имеет сложную трёхмерную структуру. Кора головного мозга человека представлена шестью слоями нейронов. При этом существуют нейронные связи внутри слоёв и между ними. Ограничения в формировании трёхмерной нейронной структуры были сняты при использовании плюрипотентных стволовых клеток, которые получают из клеток кожи. Затем из этих клеток формируется не одноклеточный слой, а объёмные структуры в несколько слоёв нервных клеток. В этих структурах формирование нейронов проходило так же, как и в нормальном мозге. Процессы белковой регуляции созревания тканей мозга также не нарушены. Исследователи из Боннского университета решили применить эту технологию для выращивания нейронов в патологических условиях. В качестве объекта исследования выступили клетки пациентов с синдромом Миллера — Дикера. При этом заболевании происходит потеря участка короткого плеча 14-ой хромосомы. У пациентов с этим синдромом сглажены извилины мозга, а вместо шести слоёв нейронов формируются всего четыре. Изменения в структуре мозга приводят к развитию умственной отсталости у ребёнка. Сравнение нервной ткани, выращенной из клеток здоровых людей и пациентов с синдромом Миллера — Дикера, выявило нарушение белковой регуляции процессов созревания в последнем случае. В случае здоровых клеток в ткани обнаруживались белковые факторы, необходимые для развития глубоких структур головного мозга (задний и средний мозг), а также для образования переднего мозга. В случае клеток, затронутых патологическим процессом, нарушалось выделение протеинов, отвечающих за формирование заднего и среднего мозга. Это может указывать на то, что нарушения закладки головного мозга, фиксируемые при синдроме Миллера — Дикера, возникают на самых ранних этапах развития нервной системы. При этом нервные клетки в этом случае не растут плотно и не формируют регулярные ансамбли. Сами исследователи отмечают, что их работа не связана с лечением указанного расстройства. Значение ее в том, что теперь у ученых есть новый метод изучения нарушений развития мозга и межнейронного взаимодействия. Исследование опубликовано в журнале Cell Reports. Также о нём можно прочесть в пресс-релизе Боннского университета. Ранее ученые выяснили, что дендриты мозга способны к самостоятельной генерации сигнала.