У мишей виростили великі тканини кори мозку з людських органоїдів
Дослідники пересадили людські кортикальні органоїди мишам із дефіцитом кори та дослідили їхній ріст, зв’язки й активність.
Дослідники створили генетично модифікованих мишей із суттєво зменшеними неокортексом і гіпокампом та пересадили їм органоїди кори головного мозку, вирощені з людських індукованих плюрипотентних стовбурових клітин. У результаті в мозку тварин розвинулася велика людська нервова тканина, яка інтегрувалася з центральною нервовою системою господаря та виявляла спонтанну електричну активність, повідомляє Nature.
Автори назвали модель xenocortication, а мишей із трансплантатами — xenocortical, або XCX-мишами. Для пересадки в ранньому постнатальному віці кожній тварині імплантували чотири людські кортикальні органоїди. Виживання трансплантатів, оцінене за МРТ через два місяці, зафіксували у 86,2% із 29 мишей, яким пересаджували органоїди з трьох клітинних ліній.
Модель із дефіцитом кори
Для створення мишей із порожниною на місці більшої частини кори вчені застосували умовне вимкнення гена Esco2 у клітинах, що експресують маркер Emx1, на імунодефіцитному фоні SCID. МРТ показало приблизно 50-відсоткове зменшення загального обсягу мозкової тканини порівняно з контрольною групою. Аналіз понад 880 тисяч ядер клітин мозку підтвердив значне виснаження класів глутаматергічних нейронів, похідних від дорсального паліуму, зокрема нейронів неокортексу та гіпокампа.
Трансплантати збільшувалися: між другим і третім місяцями після пересадки їхній обсяг зріс приблизно у 4,7 раза. Через три місяці людська тканина становила в середньому 91,9% сукупного обсягу кортикальної тканини у семи досліджених XCX-мишах.
Зв’язки та поведінкові тести
Дослідники зафіксували аксони від трансплантатів, що проходили через підкіркові структури у напрямку верхніх горбків чотиригорбкового тіла. Ретроградне трасування показало надходження сигналів до трансплантату з палеокортексу, таламуса та палідуму. Дифузійно-зважена МРТ також засвідчила впорядковану мікроструктуру тканини трансплантатів.
Автоматизований аналіз спонтанної поведінки виявив, що поведінкові репертуари XCX-мишей були проміжними, але відмінними від контрольних і мишей без кори. У цільових тестах миші з дефіцитом кори мали порушення тонкої моторної координації та робочої пам’яті; у XCX-мишей така картина спостерігалася лише частково. Після гіпоксії у трансплантатах зафіксували клітинну відповідь, а XCX-миші також продемонстрували дефіцити в процедурі CatWalk.
