Мозг в пробирке

В этом месяце наш научный журналист Борислав Козловский рассуждает о миниатюрных органах, которые помогут лечить самые настоящие болезни.
Вы приходите в поликлинику пожаловаться на резь, боль или покалывание. За 15 минут, отведенные на прием, врач выслушивает вас и выписывает универсальную таблетку на все случаи жизни — аспирин или ибупрофен. Потом советует не есть ничего вредного и больше гулять. А можно иначе: врач берет у вас пробу клеток кожи, выращивает в пробирке миниатюрную копию органа, который болит, и спустя некоторое время рекомендует лекарство, подходящее лично вам. Какой способ кажется более многообещающим?

О таком эксперименте рассказал научный журнал Cell. Ученые из Йельского университета (США) вырастили в пробирке несколько крошечных копий мозга своих пациентов, чтобы разобраться с врожденными причинами аутизма у них. Каждый «мозг в пробирке» имел размер горошины (несколько миллиметров в диаметре) и получился из клеток кожи, которые ерепрограммировали в стволовые клетки, в теории способные развиться в любую другую тканы За этот прием — индуцированные плюрипотентные стволовые клетки — в 2012-м получил Нобелевскую премию японский биолог Синъя Яманака.

Но в Йельском университете вырастили не просто горошину из нервной ткани. Здесь создали именно миниатюрный орган — сложную систему где разные клетки выполняют разные роли и взаимодействуют друг с другом, как в живом теле. «Мини-мозг» в пробирке напоминал мозг растущего эмбриона: здесь присутствовали одновременно глиальные клетки (они играют важную вспомогательную роль), прогениторные клетки (они позволяют мозгу расти дальше} и нейроны разных сортов.

В «мини-мозге» из клеток подопытных аутистов оказалось слишком много ингибиторных нейронов, которые подавляют прохождение нервного импульса. Но стоило отключить один ген FOXG1 и вырастить «мини-мозг» из таких скорректированных клеток — и пропорция между разными сортами нейронов восстанавливалась. Как у здорового человека. Ученые считают, что эта разница объясняет причину заболевания.

МИНИАТЮРНЫЕ ОРГАНЫ могут воспроизводить не только мозг. У биологов постепенно начинают получаться в пробирке желудок, простата, легкие, почки, печень и сердце, Первопроходцем был еще один японский ученый, Йошики Сасаи, который в 2012-м попробовал вырастить в лаборатории сетчатку глаза — и наблюдал, как клетки под микроскопом сами выстраиваются в форме вогнутой, как глазное дно, чаши.

Рано говорить, что в лабораториях имеют дело с уменьшенными во много раз легкими или сердцем — речь идет о некоторой степени сходства с органами у эмбриона возрастом в несколько недель. Но эта степень сходства уже позволяет имитировать работу «больших» органов. Например, мини-кишечники, выращенные в 2009 году учеными из Голландии, открыли возможность подбирать лекарства от муковисцидоза, тяжелой наследственной болезни. Разным людям помогают разные препараты, и тестировать их на органоиде из клеток конкретного больного проще, чем лечить живого человека методом проб и ошибок.