„Изкуствен мозък“ разкрива произхода на аутизма

Нова научна техника, използваща мозъчни органоиди - миниатюрни изкуствени мозъци, отгледани в лаборатория - разкрива генетичния произход на разтройствата от аутистичния спектър (аутизъм – бел.ред.), скрит в нашите мозъци, съобщи „Science alert”.

Техниката, наречена CHOOSE (съкращение от CRISPR-human organoids-single-cell RNA sequencing), съчетава сложна генетика и количествена биоинформатика, за да изследва мутации на гени, за които е известно, че са с висок риск за аутизъм, и как тези мутации водят до специфични клетъчни промени в мозъка на плода.

Тъй като всяка отделна клетка в миниатюрния „инвитро мозък“ носи само една мутация (най-много) за специфичен високорисков ген, ефектите от различните мутации могат да се анализират едновременно, докато въпросната клетка се дели и размножава в растящия органоид.

Така се разкриват последиците от множество мутации в един експеримент, което значително съкращава времето, необходимо за анализ, казват изследователите.

"С тази високопроизводителна методология можем систематично да инактивираме списък от гени, причиняващи заболявания. Докато органоидите, носещи тези мутации, растат, ние анализираме ефекта на всяка мутация върху развитието на всеки клетъчен тип", казва молекулярният и клетъчен фармаколог Чонг Ли от Института по молекулярна биотехнология (ИМБ) в Австрия, една от изследователските групи, разработили техниката.

Фокусирайки се върху 36 известни високорискови гени за аутизъм, изследователите откриват, че макар тези гени да имат много общи молекулярни механизми, ефектът на тези механизми върху различните клетъчни типове може да бъде отчетливо различен - което прави определени клетъчни типове уязвими към мутации, свързани с аутизма в мозъка на плода.

Невронните прогенитори - клетките-основатели, които генерират неврони, нервните клетки в мозъка - са особено податливи на мутации, обяснява Ли, като подчертава, че тези клетъчни типове са кандидати за бъдещи проучвания.

Развитието на нашия странно набръчкан мозък е изключително сложен процес, но именно тази сложност дава толкова много възможности развитието на мозъка да се обърка.

Доскоро учените разчитаха на тъкани от аутопсии, мозъчни сканирания и животински модели, за да разберат вътрешните механизми на.

Органоидите възвестиха нова ера.

И макар че „изкуствен мозък“ може да звучат като чудовището на Франкенщайн, получени от стволови клетки и израснали на не повече от 4 мм, те обикновено се смятат за модели на определени аспекти от развитието на мозъка, а не за модели на самия мозък.

"Изучаването на генетичната етиология на (нарушенията в невроразвитието) подобрява разбирането ни за механизмите на заболяването, но обикновено изисква достъп до процесите на развитие на човешкия мозък. Мозъчните органоиди пресъздават ранното развитие на мозъка и генерират разнообразни клетъчни типове, които се срещат в действителността", пише екипът в своя документ.

Въпреки че органоидите съдържат няколко типа тъкани, които изграждат нашия мозък, в техните модели липсват някои често срещани мозъчни тъкани като микроглиални клетки, така че остават непълен модел, така че те все още ще трябва да бъдат тествани, предупреждава екипът.

Тази нова техника ще доведе до значителни промени в генетичния скрининг и тъй като органоидната технология може да се прилага за много различни човешки тъкани, екипът вярва, че тя бързо ще напредне в разбирането ни за генетичните заболявания.

"Възможността за определяне на специфичния за клетъчния тип принос към генетичните нарушения по систематичен, мащабен и ефективен начин значително ще подобри разбирането ни за механизмите на заболяванията", пишат те.

"Тъй като системата CHOOSE осигурява стабилна, прецизно контролирана стратегия за скрининг, очакваме, че тя ще бъде широко прилагана извън мозъчните органоиди за изследване на гени, свързани с болести“, твърдят изследователите.

А с това тайните на човешкия мозък са по-близо от всякога до разбирането им./БГНЕС