Нейронауки в Science и Nature. Выпуск 109. Человеческие «нейроны Дауна» в мозге мыши

Исследователи из Имперского колледжа Лондона и Кембриджского университета впервые наблюдали за тем, как растут нейроны и образуются связи между ними после переноса клеток из мозга человека в мозг мыши. Эксперимент, статья о котором опубликована в журнале Science (новый выпуск которого полностью посвящен нейронаукам) максимально приближен к естественным условиям и проведен с помощью клеток, полученных от пациентов с синдромом Дауна.

Трансплантированные нейроны человека (зеленые) с окрашенными в малиновый цвет ядрами. Credit: R Real, Et Al. Science 2018

Ученые утверждают, что такую технологию пересадки можно использовать для изучения и многих других заболеваний головного мозга и психической сферы, включая шизофрению, деменцию и аутизм.

Эксперимент показал: несмотря на то что среди нейронов у пациентов с синдромом Дауна связи могут оставаться крепкими, с когнитивными нарушениями, характерными для этого заболевания, может ассоциироваться сниженная согласованность в работе. Еще стоит отметить, что в самый важный момент своего развития нейроны больных синдромом Дауна не так активны, как нейроны здорового человека – возможно, и это влияет на проявление некоторых симптомов заболевания.

При синдроме Дауна, а также деменции и болезни Паркинсона чаще первыми страдают именно связи между нейронами, причем задолго до гибели самих клеток. Чтобы увидеть межнейронные взаимодействия – а они настолько тонкие, что ни МРТ, ни ПЭТ их не фиксирует – исследователи использовали двухфотонный лазерный микроскоп in vivo (in vivo 2-photon microscopy).

Нейроны создали из клеток кожи двух пациентов с синдромом Дауна с помощью технологии обратного инжиниринга, и уже затем вживили их в мозг мышей и следили за их развитием в режиме реального времени. Авторы заметили, что нейроны не только создали сложные системы сетей, но и начали «общаться» между собой почти так же, как и нейроны здорового человека, к тому же намного быстрее, чем ожидалось.

Но исследователи не спешат с окончательными выводами: пока что сложно скахать, в какой степени пересаженные клетки воспроизводят сложные структуры человеческого мозга. Теперь они хотят улучшить технологию, чтобы изучать и другие неврологические заболевания.

Текст: Морозова Анна

In vivo modeling of human neuron dynamics and Down syndrome by R. Real at el. in Science. Published October 2018

DOI: 10.1126/science.aau1810