Miševi sa hibridnim mozgovima imaju pacovski njuh – kolačići su pronađeni

Foto: Shutterstock

Istraživaći su stvorili miševe sa hibridnim mozgovima – delom mišjim, delom pacovskim – koji osećaju mirise putem pacovskih neurona.

Preporučujemo

To je prvi put da neka životinja koristi senzorni aparat druge životinje kako bi osetila i reagovala na svet, što pokazuje koliko fleksibilan mozak može biti u pogledu integracije spoljašnjih moždanih ćelija, piše EurekAlert.

„Ovo istraživanje nam pokazuje kako možemo proširiti fleksibilnost mozga tako da može primiti druge vrste inputa, od čovek-mašina interfejsa do transplantiranih matičnih ćelija“, kaže Kristin Boldvin, profesor genetike na Univerzitetu Kolumbija.

Hibridni mozgovi će omogućiti istraživačima da bolje razumeju kako moždane ćelije obolevaju ili umiru i da bolje razumeju pravila popravljanja i zamenjivanja delova mozga.

Naučnici transplantiraju matične ćelije i neurone u ljude sa Parkinsonovom bolešću i epilepsijom, ali ne razumemo zaista koliko dobro će to funkcionisati, dodaje prof. Boldvin. Pomoću modela hibridnih mozgova moglo bi se doći do nekih odgovora i brže od kliničkih studija.

Istraživači su ranije stvarali hibridne mozgove ubacivanjem neurona ili transplantacijom malenog moždanog organoida u mozak koji se razvija ili je potpuno razvijen, mišji ili pacovski.

Ti eksperimenti su pokazali izvesnu ograničenost u pogledu vremena i načina dodavanja moždanih ćelija nekom postojećem mozgu. Ako se mozak razvio do određenog stepena, transplantirane ćelije se ne povezuju nužno na odgovarajući način.

Umesto toga, sad su pacovske matične ćelije ubačene u mišje blastociste, rani stadijum u razvoju koji se dešava samo nekoliko sati nakon oplodnje, tako da bi pacovske i mišje ćelije mogle da rastu zajedno i integrišu se samostalno.

Ova tehnika je slična stvaranju miševa sa ljudskim imunosistemima – moćna istraživačka sredstva. Međutim, tehnika dosad nije bila uspešna u stvaranju hibridnih mozgova od dve vrste.

Pacovski neuroni obnavljaju čulo mirisa kod miševa

U prvim eksperimentima ispitivano je gde se pacovski neuroni pojavljuju u mišjem mozgu. Pacovi se razvijaju sporije u imaju veće mozgove, ali su u mišu pacovske ćelije pratile mišove instrukcije, ubrzavajući svoj razvoj i praveći iste vrste veza kao mišje ćelije.

Pacovske ćelije su se mogle videti po skoro čitavom mozgu miša, što je bilo prilično iznenađujuće – suegrisalo je da mnoge vrste mišjih neurona mogu biti zamenjene sličnim pacovskim.

Istraživači su zatim ispitali da li su pacovski neuroni integrisani u funkcionalan nervni sklop, u ovom slučaju deo olfaktornog sistema, koji je bitan da bi miševi pronašli hranu i izbegli predatore. Učinivši da mišji embrion ubije ili deaktivira sopstvene olfaktorne neurone, istraživači su mogli lako utvrditi da li pacovski neuroni obnavljaju čulo mirisa kod miševa.

„Bili smo veoma iznenađeni što miševi mogu pronaći kolačiće pomoću pacovskih neurona“, kaže Boldvin.

Neki miševi su, pak, bili uspešniji. Otkriveno je da su oni koji su zadržali sopstvene, oslabljene olfaktorne neurone, bili manje uspešni u pronalaženju skrivenih kolačića nego miševi čiji olfaktorni neuroni su programirani da nestanu tokom razvoja.

„Ovo pokazuje da ubacivanje zamenskih neurona nije automatski efikasno. Ako želite funkcionalnu zamenu, morate eliminisati nefunkcionalne neurone koji su prisutni, što bi mogao biti slučaj kod nekih neurodegenerativnih bolesti i takođe kod nekih neurorazvojnih poremećaja kao što su autizam i šizofrenija“, kaže Boldvin.

Pomoću hibridnog moždanog sistema istraživači sad mogu upotrebiti miševe za detaljnu analizu dešavanja u različitim modelima, što bi moglo doprineti uspehu transplatacije ljudskih ćelija.

Jedna mana novog hibridnog moždanog sistema je to što su ćelije pacova bile nasumice distribuirane u svaku životinju, što je prepreka za proširenje ovih istraživanja na druge senzorne i nervne sisteme mozga. Naučnici pokušavaju da nađu načine da podstaknu ubačene ćelije da se razviju u samo jedan ćelijski tip, što bi omogućilo preciznije eksperimente.

Ako bi ubačene ćelije mogle biti usmeravane u svom razvoju u hibridnim mozgovima, to bi moglo otvoriti vrata stvaranju hibridnih mozgova sa neuronima primata. Tako bismo još bolje razumeli ljudske bolesti.

(Telegraf Nauka/EurekAlert)