Рассеянный склероз: «мозги из пробирки» ускоряют разработку лекарств

Представьте себе своего рода «модель» человеческого мозга, с помощью которой можно подробно изучить некоторые механизмы, участвующие в развитии таких заболеваний, как рассеянный склероз. Группе учёных под руководством Симоны Ланге, исследователя из Центра инноваций Roche в Базеле, Швейцария, удалось разработать нечто подобное, создав органоиды человеческого мозга, способные имитировать и детально анализировать механизмы образования и удаления миелиновой оболочки, защищающей нейроны. Результаты исследования были опубликованы в журнале Science Translational Medicine .

Восстановление модели человеческого мозга в пробирке

Так называемая миелиновая оболочка обеспечивает нормальное функционирование нервных клеток, и её деградация связана с рядом патологий, включая нейродегенеративные и аутоиммунные заболевания, такие как болезнь Альцгеймера и рассеянный склероз. В течение жизни этот защитный слой претерпевает физиологические изменения как по толщине, так и по химическому составу. Однако, когда оболочка деградирует и не восстанавливается должным образом, передача нервных импульсов по аксонам («хвостам», соединяющим одну нервную клетку с другой) становится менее эффективной, что может привести к когнитивным или двигательным расстройствам.

Физиологические механизмы, обеспечивающие его восстановление, обычно изучаются на животных моделях, таких как мыши, нервная система которых, однако, имеет очевидные отличия от человеческой. Стремясь преодолеть это и другие препятствия, авторы нового исследования использовали олигодендроциты, нейроны и микроглию (полученную из плюрипотентных стволовых клеток) для создания органоидов человеческого мозга. Олигодендроциты – это клетки центральной нервной системы, участвующие в процессе ремиелинизации (то есть регенерации миелиновой оболочки) аксонов. Микроглия – это иммунные клетки, которые, в свою очередь, поддерживают способность олигодендроцитов к регенерации миелина.

Органоиды эффективно имитируют некоторые ключевые механизмы

Используя полученные органоиды, исследовательская группа затем индуцировала демиелинизацию нейронов, воздействуя на них специфическими токсинами. Сначала они обнаружили, что регенерация оболочки происходила только в присутствии микроглии, что подтвердило её роль. Кроме того, группа проверила способность трёх молекул стимулировать процесс ремиелинизации. Две из них находятся на доклинической стадии исследований, а одна, клемастин, уже прошла клинические испытания на людях. Все три оказались эффективными в стимуляции восстановления защитного слоя, хотя, опять же, только в присутствии микроглии. Таким образом, по заключению авторов, органоиды, разработанные в ходе исследования, могут служить полезными и адаптируемыми моделями для детального изучения процессов разрушения и регенерации миелиновой оболочки и обладают «потенциалом для ускорения разработки новых методов лечения заболеваний, связанных с демиелинизацией».