Междувидовата бластоцистна комплементация (IBC) (т.е. комплементация чрез микроинжектиране на стволови клетки от други видове в ембриони в стадий на бластоциста) успешно генерира тъкан на предния мозък на плъх в мишки, която е структурно и функционално непокътната. В свързано проучване също беше установено, че синаптичната активност на плъх-мишка се поддържа и синтетичните невронни вериги, изградени от два различни вида, могат да функционират в непокътнат мозък.
Допълване на бластоциста, т.е. допълване на генетично дефицитни органи чрез микроинжектиране на стволови клетки в ембриони в стадий на бластоциста, е съобщено за първи път през 1993 г. Това включва допълване на Т- и В-лимфоцити в дефицитни мишки чрез микроинжектиране на непокътнати миши ембрионални стволови клетки (mESC) в бластоциста -стадийни ембриони.
Допълването чрез микроинжектиране на стволови клетки от други видове в ембриони в стадий на бластоциста, генериращи междувидови химери беше успешен през 2010 г., когато мишки с дефицит на PDX1 бяха допълнени с панкреас на плъх. Това постижение постави основите на биологичната техника на Междувидова бластоцистна комплементация (IBC).
От 2010 г. междувидовата бластоцистна комплементация (IBC) измина дълъг път (включително комплементация с човешки гени, което означава потенциал за човешка органогенеза за трансплантация).
Въпреки това, мозъчната тъкан не може да бъде постигната чрез IBC до момента, въпреки няколко скорошни успеха. Сега изследователите съобщават за генериране на тъкан от предния мозък на плъхове при мишки чрез IBC.
Изследователският екип успешно разработи IBC стратегия, базирана на C-CRISPR. Това помогна за бърз скрининг на кандидат-гени и установи, че дефицитът на Hesx1 поддържа генерирането на тъкан на предния мозък на плъх при мишки чрез IBC. Тъканите на предния мозък на плъх при възрастни мишки са структурно и функционално непокътнати. Те се развиват със същото темпо като гостоприемника на мишката и поддържат профили на транскриптоми, подобни на плъх. Въпреки това, скоростта на химеризъм на плъши клетки постепенно намалява с напредването на развитието, което предполага наличието на ксеногенни бариери по време на средно до късно пренатално развитие.
В друго свързано проучване, публикувано едновременно, изследователите прилагат допълване на бластоцисти за селективно изграждане и тестване на междувидови невронни вериги, за да проверят дали невронните вериги, изградени от два вида, могат да функционират в непокътнат мозък.
Плурипотентните стволови клетки на плъхове, инжектирани в миши бластоцисти, се развиват и продължават да съществуват в мозъка на мишката. Невроните на плъхове в кората и хипокампуса бяха препрограмирани в нишата на мишката и поддържаха синаптичната активност на плъх-мишка. Когато мишките обонятелни неврони бяха заглушени, невроните на плъхове възстановиха информационния поток към веригите за обработка на миризми. Първичното поведение на търсене на храна също беше спасено. Така мишката може да усети света, използвайки неврони от друг вид.
Това проучване установява комплементацията на невронни бластоцисти като мощен инструмент за идентифициране на запазени механизми на развитие на мозъка, пластичност и възстановяване.
***
Литература:
- Huang, J. et al. 2024. Генериране на тъкани на предния мозък на плъх при мишки. клетка. Том 187, брой 9, p2129-2142.E17. 25 април 2024 г. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cell.2024.03.017
- Throesch, BT et al. 2024. Функционални сензорни вериги, изградени от неврони от два вида. клетка. Том 187, брой 9, p2143-2157.E15. 25 април 2024 г. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cell.2024.03.042
***
