Миниатюрные модели мозга помогли изучить аутизм

Фото: срез мозгового органоида.

Австрийские ученые использовали миниатюрные модели человеческого мозга — органоиды — для изучения одной из форм аутизма, связанной с умственной отсталостью и макроцефалией. Оказалось, мутация одного гена приводит к более раннему и активному формированию нейронов, причем сначала появляются тормозные нейроны.

С расстройствами аутического спектра связано несколько сотен генов. Основные симптомы аутизма — сложности с социальным взаимодействием, ограниченные интересы и часто повторяющиеся поведенческие реакции. У некоторых пациентов с этим диагнозом симптомы выражены в легкой форме, в то время как другие люди в течение жизни могут испытываться серьезные трудности и практически не способны адаптироваться в обществе.

Один из генов, связанных с тяжелой формой аутизма, называется CHD8. При его мутациях часто наблюдаются также умственная отсталость и макроцефалия — развитие необычно большого мозга. Как именно CHD8 вызывает эти симптомы, долгое время оставалось неясно. Теперь ученые из Института науки и технологий Австрии и их коллеги смогли ответить на этот вопрос в статье, опубликованной в журнале Cell Reports.

Villa C, Cheroni C, Dotter C . CHD8 haploinsufficiency links autism to transient alterations in excitatory and inhibitory trajectories Cell Reports, 39

Поскольку мутации гена CHD8 влияют на мозг на очень ранней стадии развития, крайне сложно получить полную картину запускаемых им процессов. В последние годы ученые используют мышей в качестве модельных организмов для изучения многих болезней человека. Однако у животных с мутацией CHD8 редко наблюдались свойственные людям симптомы. Поэтому нужна была какая-то другая модель.

Авторы исследования использовали органоиды — миниатюрные модели органов, выращенные из стволовых клеток. Органоиды содержат те же типы клеток, что настоящие органы, и позволяют исследовать их взаимодействие и развитие в трехмерном пространстве. Создав нужные условия, ученые смогли вырастить органоиды мозга размером с чечевичное зерно и воспроизвести в них процессы развития, происходящие с мозгом человеческого эмбриона.

Сравнения моделей с мутациями гена CHD8 и без них показали, что мутантные органоиды вырастали до больших размеров. Это стало первым подтверждением достоверности модели, так как люди с мутацией CHD8 часто страдают от макроцефалии.

Получив образцы всех клеток органоидов, ученые выяснили, что в мутантных моделях тормозные нейроны начали формироваться раньше, чем в контрольных. Эти нервные клетки высвобождают нейромедиаторы, препятствующие дальнейшей передаче сигнала. Противоположный эффект производят возбуждающие нейроны, которые в мутантных органоидах начинали формироваться значительно позднее. Кроме того, мутация CHD8 приводила к появлению большего числа делящихся клеток: они впоследствии создавали большее число нейронов, это и провоцировало аномальное увеличение размеров органоидов.

Дальнейшее исследование органоидов позволит подробнее изучить развитие мозга с различными генетическими патологиями, а также найти новые пути лечения и улучшить жизни пациентов.

Источник русского текста: сайт Naked Science статья

Миниатюрные модели мозга помогли изучить аутизм

Ранее было опубликовано:

Немецкие биологи вырастили в лаборатории органоид мозга с зачатками глаз, которые реагировали на свет.

https://vk.ru/wall-198541633_1584

Учёным рекомендуется проводить мониторинг наличия сознания у выращиваемых в лабораториях мозговых органоидов.

Опубликован рабочий документ

«Этика и регулирование исследований органоидов человеческого мозга: рекомендации Азиатско-Тихоокеанской рабочей группы по нейроэтике».

https://vk.ru/wall-198541633_33901

Телеграм: t.me/ainewsline

Источник: vk.ru

Источник: ai-news.ru