"Мишките рокерки от Марс", култовата детска анимация оживява?
Невролози от САЩ успешно са създали мишки, в чиито мозъци функционират човешки клетки.
Учените се надяват, че новият модел ще позволи да бъдат изследвани потенциални лечения за психиатрични и невроразвойни заболявания, които се срещат само при хора.
Макар идеята за мишки с частично човешки мозък да звучи като експеримент от роман на Кафка, изследователите подчертават, че това не са „мишки, които мислят като хора“.
Животните са генетично модифицирани и подложени на хирургична процедура, така че част от мозъчната им тъкан да бъде човешка.
Учените посочват, че работата им, публикувана в списание Nature, е извършена при независим етичен контрол.
Сканирането на мозъците на мишките показва връзки между човешките мозъчни клетки и останалата част от мозъка на животните.
Целта на сложния от етична гледна точка пробив е да се разбере по-добре биологията на мозъчните заболявания, за които в момента няма ефективно лечение.
Някои състояния просто не могат да бъдат изследвани адекватно при мишки, тъй като гризачите не развиват част от мозъчните заболявания, характерни за хората.
Водещият изследовател проф. Серджиу Пашка от Станфордския университет обяснява, че психиатрията е сред медицинските области с „едни от най-ниските нива на успех при клиничните изпитвания“.
„Дори лекарства, които стигат до клинични изпитвания – и изглежда, че действат много добре при животински модели – се провалят драматично в клиниката“, казва той.
По думите му това показва, че учените пропускат много информация за човешката биология и че нейното улавяне ще бъде от ключово значение.
Според екипа от Станфорд новият подход може да се окаже „трансформиращ“ при някои сложни заболявания, включително епилепсия, аутизъм и церебрална парализа.
„Тук имаме нов модел, който ни позволява да уловим аспекти от функционирането на човешкия мозък по начин, който досега не беше възможен“, казва Пашка.
Мишки без собствена мозъчна кора
Човешкият мозък се състои от милиарди клетки, свързани в милиони вериги. Това прави изключително трудно разбирането на неговото развитие и на това какво точно се случва на клетъчно ниво, когато възникне проблем.
Това не е първият случай, в който човешки неврони се имплантират в лабораторни гризачи. Учените от Станфорд обаче са направили следваща крачка.
Първо те генетично модифицирали мишките така, че да развиват почти никаква собствена мозъчна кора – външния слой на мозъка, който често е наричан „сиво вещество“. Той участва във висшите когнитивни функции, паметта и сетивната обработка.
След това изследователите взели кожни клетки от хора и ги „препрограмирали“, така че да се превърнат в парченца тъкан, подобна на мозъчна.
Това са т.нар. органоиди – те не представляват цели мозъци, отгледани в лабораторни съдове, а по-скоро структури от свързани живи клетки.
Когато органоидите били имплантирани в мозъците на мишките, клетките започнали да се делят и организират в съществуващите мозъчни вериги на животните. Те се свързали с останалата част от мозъка и с гръбначния мозък.
Кората на имплантираните мишки обаче не е напълно нормална. При обичайния мозък мозъчната кора се оформя в организирани и структурирани слоеве.
Както обяснява невроложката д-р Илари Алоди, сканирането на тези човешко-мишешки мозъци изглежда „малко хаотично“.
След няколко месеца обаче човешките клетки започнали да изглеждат и да функционират като външния слой на мозъка на мишките.
Около шест месеца след операцията учените подложили животните на базови поведенчески тестове. Те наблюдавали как мишките се движат в малка арена.
По думите на Пашка те се представили „до голяма степен така, както нормалните мишки“.
„Те нямат никакви подобрения“, добавя той.
Д-р Сара Чан, специалист по биоетика от Университета в Единбург, която не е участвала в изследването, също подчертава, че няма данни създадените животни да могат да мислят като хора или да представляват човешки мозък в тяло на мишка.
В същото време тя посочва, че изследването поставя важния въпрос какво може да означава промяната на когнитивните способности на животните.
„Как можем да знаем какво е да бъдеш една от тези мишки? И как трябва да вземем това предвид в начина, по който се отнасяме към лабораторните животни?“, пита тя.
„Човешка програма в миша среда“
Д-р Илари Алоди, невролог от Университета „Сейнт Андрюс“, която не е участвала в изследването, определя работата на учените като „много впечатляваща“.
Тя обръща специално внимание на факта, че в имплантираните мишки спонтанно са се формирали типове клетки, които се срещат само в човешкия мозък и в мозъците на други примати, но не и в мозъка на мишките.
„Запазвате човешката програма в миша среда – сякаш мишката е инкубатор“, казва Алоди пред BBC News.
Изследователите посочват, че тези мишки са генетично модифицирани и отглеждани при строги етични правила и стандарти за хуманно отношение към животните.
Очаква се те да бъдат използвани от малък брой лаборатории за изследване на няколко много специфични мозъчни заболявания.
Проф. Джеймс Ейндж от Университета „Сейнт Андрюс“ обаче отбелязва, че макар разработката да е впечатляваща от техническа гледна точка, тези мишки може да имат ограничена практическа употреба.
Според него една от причините са „етичните въпроси, свързани с отглеждането на жива човешка мозъчна тъкан в мишка и какво би означавало това за преживяванията на животното“.
Алоди посочва, че всички невролози, които изучават човешкия мозък, се сблъскват с едни и същи ограничения.
„Опитваме се да разберем човешките заболявания, а това, с което разполагаме, са мишки, клетки, които живеят в лабораторна среда, и невронни мрежи на компютър. Така че това е нова възможност.“
