В течение нескольких лет Кноблих и его коллеги интенсивно работали над моделированием сложной структуры различных областей мозга — отличительной чертой человеческого мозга — с целью применения этой технологии для исследования еще более сложной клеточной биологии, которая могла бы стать основой неврологической психологии. болезни.Соединение двух разных областей мозга в блюдеВ текущей публикации в журнале Nature Methods они представляют способ систематического контроля развития и разнообразия церебральных органоидов. «В нашей публикации мы описываем метод объединения различных тканей мозга по выбору.
Для этой цели мы позволили двум различным« строительным блокам »переднего мозга, а именно дорсальной и вентральной части, срастаться вместе. Это так называемый органоид». Метод слияния позволяет нам наблюдать сложные взаимодействия, такие как миграция клеток и рост аксонов, между различными развивающимися областями мозга », — объясняет первый автор Джошуа Бэгли, научный сотрудник IMBA.Ученые смогли визуализировать и проанализировать миграцию тормозных ГАМКергических интернейронов.
Эти интернейроны играют важную роль в правильной обработке мозговой активности. Неисправности этих регуляторных единиц связаны с эпилепсией, шизофренией и аутизмом.
Например, тормозящие интернейроны контролируют уровень активности в локальных цепях мозга и гарантируют, что они не излучают чрезмерно электрические сигналы. Утрата этого ингибирования, возможно, из-за дефектной миграции клеток, может привести к аномальной возбуждающей активности, ведущей к эпилептическим припадкам.
Блуждающие клетки со временем теряютсяВ ходе развития мозга интернейроны генерируются в вентральной части человеческого мозга и мигрируют на большие расстояния к задним дорсальным кортикальным областям, ориентируясь по химическим сигналам.«Удивительно, как мы можем визуализировать интернейроны, блуждающие от вентральной области к дорсальной. Эти типы клеток ориентируются с помощью процесса, называемого хемотаксисом, чтобы найти свою целевую область.
Если эти химические сигналы нарушены, интернейроны сбиваются с пути, теряются из виду и могут не попасть в нужное место, чтобы контролировать соседние нейроны — эпилептические припадки могут быть прямым следствием », — иллюстрирует Дэниел Рейман, аспирант IMBA и соавтор исследования.Белок под названием CXCR4 играет ключевую роль в миграции интернейронов. Исследователи деактивировали этот молекулярный сигнал с помощью препарата под названием AMD3100, который ингибирует CXCR4 и может визуализировать нарушение миграции интернейронов.
Этот сбой может играть роль в эпилептических припадках, но также потенциально может иметь место при других неврологических расстройствах, таких как шизофрения.«Еще несколько лет назад у ученых не было возможности в достаточной мере понять различные причины неврологических заболеваний.
Слияние органоидов могло бы привести к сдвигу парадигмы, поскольку этот новый метод предоставляет нам контролируемую среду для изучения неожиданных механизмов эпилепсии и других нервных заболеваний. Наша технология также дает возможность тестировать потенциальные терапевтические соединения, поскольку мы можем использовать клетки пациентов для выращивания органоидов.Мы надеемся, что наша работа будет способствовать лучшему пониманию сбоев, которые происходят во время сложного развития нашего мозга, и, мы надеемся, проложит путь для потенциальные методы лечения », — заявляет Юрген Кноблич.
