Изучение нервной системы высших животных — крайне непростая задача. Особенно если речь идет об исследовании человеческого мозга. Получить требуемый материал получается очень редко. Однако в последнее время нейрофизиологи довольно хорошо научились обращаться со стволовыми клетками и именно благодаря этому группа экспертов из Университета Тафтса (Массачусетс) вырастила одну из самых совершенных на сегодняшний день биологических нейросетей.
Как сообщает редакция издания ACS Biomaterials Science & Engineering, новая работа основана на предыдущей, в ходе которой ученые, исследуя нейроны грызунов, успешно вырастили 3D-модель головного мозга. Для этого они использовали индуцированные плюрипотентные стволовые клетки, что позволило создать разнообразные культуры тканей, включающие не только обычные нейроны, но и астроглиальные клетки, которые, взаимодействуя между собой, сформировали нейронную сеть. По словам одного из авторов работы Дэвида Каплана,
«Мы нашли подходящие условия для того, чтобы стволовые клетки дифференцировались в разные подтипы, поддерживающие рост и развитие нейронных сетей.»
Новый подход основан на создании «каркаса» в виде нитей фибрина и фибриногена, по которым происходит распределение клеток. Это позволяет напрямую интегрировать плюрипотентные стволовые клетки в трехмерную конструкцию, минуя ранние этапы нейронной дифференцировки, получая долгоживущие культуры.
«Эта модель была протестирована на стволовых клетках, полученных как от здоровых людей, так и от пациентов с болезнью Альцгеймера и Паркинсона. Мы наблюдали аналогичный рост и экспрессию генов.»
Новый способ создания нейросетей может использоваться не только для более подробного изучения нейрофизиололгических особенностей организма, но и для выявления биомаркеров нейродегенеративных заболеваний на ранних стадиях, что, в свою очередь, будет способствовать ранней диагностике и разработке новых методов лечения. При дальнейшем совершенствовании технологии эксперты не исключают возможности создания клеток-мишеней для лекарственных препаратов против нейродегенеративных заболеваний головного мозга. А это еще больше ускорит производство лекарств.