Под микромозгом мы имеем в виду мозговой органоид. Эксперименты с органоидами — более удачная альтернатива экспериментам с клеточными культурами. Обычно в лабораторной посуде клетки растут плоским слоем. Нет нужды объяснять, что плоский клеточный слой — не то же самое, что настоящий орган.
Некоторое время назад появились методы, помогающие клеткам формировать объёмные клеточные конгломераты — те самые органоиды. Их выращивают из стволовых клеток, которые превращаются сразу в несколько типов специализированных клеток. До полноценного органа с его настоящими размерами органоиды не вырастают — они остаются микроскопическими клеточными комками. Есть органоиды лёгких, кишечника, почки и т. д. При этом называть их микрокопиями органа нельзя: они представляют собой лишь его часть. То есть кишечный органоид — это не уменьшенный кишечник, а небольшой мешочек, фрагмент кишечной стенки, а органоид почки — нефрон, почечная структурно-функциональная единица. В мозговых же органоидах пытаются воспроизвести фрагмент коры с её слоями нейронов.
Важное преимущество органоидов состоит не только в том, что клетки в них находятся в более естественной ситуации, нежели в культуральном плоском слое. Они также позволяют увидеть развитие органа в непрерывной динамике. Правда, исследователям часто приходится ограничиваться самыми ранними этапами развития. Органоиды долго не живут — мозговые, например, существуют всего несколько месяцев. Однако недавно в Nature появилась статья*, авторы которой утверждают, что их мозговые органоиды из клеток человека способны прожить пять лет и больше.
Органоиды растут в специальной питательной среде. Проблема во многом состоит в том, что эта среда в какой-то момент перестаёт удовлетворять созревающие клетки: они останавливаются в развитии и начинают гибнуть. Так что своим долгожительством новые органоиды обязаны более совершенному методу выращивания. Самое главное, что сейчас они не просто оставались в живых, они менялись. Отростки нейронов покрывались миелиновой оболочкой, как это происходит в созревающем мозге, и активность генов в двенадцатимесячных органоидах была схожа с генетической активностью, которую можно наблюдать в мозге новорождённого младенца. Изменения имели место и в дальнейшем, хотя тут всё-таки нужно помнить, что все пять лет эксперимента органоиды оставались органоидами, в настоящий большой мозг они не превратились. Имеется в виду, что органоидные нейроны на молекулярном уровне запоминали свой возраст. Когда в одном из экспериментов нейроны из более старых органоидов, которым было уже несколько месяцев, смешали с нейронами из более молодых органоидов, которым было несколько недель, то старые клетки продолжали вести себя в соответствии с прожитыми месяцами.
Многие заболевания происходят из-за внутриутробных проблем, однако не все такие проблемы возникают с первых же дней развития зародыша. Если новые долгоживущие мозговые органоиды твёрдо помнят свой возраст, то, возможно, с их помощью мы лучше поймём молекулярно-клеточные механизмы некоторых психоневрологических расстройств, которые закладываются на разных этапах эмбриогенеза.
Комментарии к статье
* Faravelli I., Antón-Bolaños N., Wei A. et al. Human brain organoids record the passage of time over multiple years. Nature (2026).
