Исследователи из Медицинская школа Университета Северной Каролины разработали лабораторную модель раннего развития человеческого мозга, которая позволяет выявлять клетки и гены, связанные с чрезмерным ростом мозга у младенцев — признаком, ассоциируемым с аутизмом.
Работа выполнена в лаборатории генетика Джейсона Стейна и опубликована в журнале Cell Stem Cell. В последние годы ускоренный рост головного мозга в младенческом возрасте рассматривается как один из возможных ранних биомаркеров расстройств аутистического спектра.
Однако механизмы, лежащие в основе этого явления, оставались неясными.
Для их изучения ученые использовали органоиды мозга — трехмерные структуры, выращенные из стволовых клеток и воспроизводящие ключевые этапы раннего развития мозга.
В исследовании под руководством Роуз Гласс и Наны Матобы были использованы образцы крови 18 участников проекта Infant Brain Imaging Study, в рамках которого на протяжении многих лет изучается развитие мозга младенцев с повышенным семейным риском аутизма.
Клетки крови были перепрограммированы в плюрипотентные стволовые клетки, а затем преобразованы в органоиды мозга.
Анализ показал, что размер органоидов тесно связан с индивидуальными особенностями развития мозга доноров. Ученые выявили два типа клеток, наиболее тесно ассоциированных с усиленным ростом мозга: нейронные клетки-предшественники и эпителиальные клетки сосудистого сплетения.
Первые формируют нейроны и другие клетки мозга, вторые участвуют в поддержании и регуляции их роста и восстановления.
Дополнительно было установлено, что уровни экспрессии ряда генов в нейронных предшественниках коррелируют с увеличенным размером мозга.
Эти данные подтвердили, что органоиды точно воспроизводят ключевые процессы раннего развития человеческого мозга и могут использоваться для дальнейших исследований факторов риска аутизма.
Авторы отмечают, что созданная модель уже применяется для изучения влияния факторов окружающей среды в пренатальный период. В частности, лаборатория Стейна анализирует воздействие потенциально токсичных веществ, таких как вальпроевая кислота, сравнивая органоиды, полученные от людей с аутизмом и без него.
По мнению исследователей, подобные подходы могут помочь глубже понять клеточные и генетические механизмы, лежащие в основе ранних изменений развития мозга, а также уточнить роль взаимодействия генетических и средовых факторов при формировании аутизма.
Рубрика: Технологии. Читать весь текст на gazetadaily.ru.