Naukowcy ze Stanford przeszczepili ludzkie organoidy mózgu genetycznie zmodyfikowanym myszom

Inżynieria genetyczna i przeszczep organoidów

Naukowcy z Uniwersytetu Stanforda opracowali platformę eksperymentalną, która zastępuje brakujące struktury mózgowe u myszy żywą ludzką tkanką mózgową. W badaniu opublikowanym 16 września 2026 r. w czasopiśmie Nature, zespół pod kierownictwem neurobiologa Sergiu Pașki zmodyfikował genetycznie myszy, aby zablokować rozwój kory mózgowej i hipokampa. Ponieważ kora mózgowa odpowiada za wyższe funkcje poznawcze, takie jak uwaga, język i podejmowanie decyzji, modyfikacja ta pozostawiła lukę zajmującą około połowy normalnej objętości mózgu. Następnie naukowcy wyhodowali trójwymiarowe ludzkie organoidy korowe, przeprogramowując ludzkie komórki skóry i krwi w pluripotencjalne komórki macierzyste. Nowonarodzone myszy otrzymały serię celowanych zastrzyków do jamy czaszki, z których każdy zawierał około 100 000 ludzkich komórek mózgowych.

Integracja i rozwój komórkowy

Zamiast pozostać odizolowane w jamie czaszki, przeszczepione ludzkie komórki rozrosły się i utworzyły funkcjonalne sieci neuronowe w całym układzie nerwowym gospodarza. W kolejnych tygodniach ludzka tkanka zintegrowała się z naczyniami krwionośnymi gospodarza i wytworzyła projekcje aksonalne sięgające rdzenia kręgowego myszy. Trzy miesiące po zabiegu ponad 90% tkanki korowej wewnątrz mózgu gryzonia było pochodzenia ludzkiego. Przeszczepiona tkanka zróżnicowała się również w wyspecjalizowane komórki, które zazwyczaj występują tylko u ludzi i innych naczelnych, w tym rzadkie neurony von Economo powiązane z otępieniem czołowo-skroniowym.

„U tych myszy ludzkie przeszczepy wygenerowały dużą różnorodność typów komórek korowych i ustanowiły funkcjonalne połączenia w całym układzie nerwowym myszy.”

Zachowanie zwierząt i mechanizmy chorób

Bioinżynieryjne zwierzęta przeżyły zabieg, ponieważ sąsiednie podkorowe struktury mózgu skompensowały brakującą tkankę. W wieku sześciu miesięcy myszy wykonywały zadania podobnie do niezmodyfikowanych zwierząt kontrolnych, wykazując jedynie niewielkie deficyty pamięci i nieco ostrożniejszy chód, co przypisano zmienionej kontroli motorycznej. Model ten zapewnia środowisko eksperymentalne do obserwacji, w jaki sposób mutacje genetyczne wpływają na nienaruszone obwody nerwowe, wykraczając poza fizyczne ograniczenia płaskich szalek Petriego i nieunaczynionych organoidów. W badaniach laboratoryjnych naukowcy wykazali, że przeszczepione ludzkie neurony były wrażliwe na niedotlenienie, stresor biologiczny powiązany z porażeniem mózgowym, padaczką i autyzmem podczas rozwoju okołoporodowego.

„To tak, jakby mysz była inkubatorem.”

Zastosowania kliniczne i nadzór etyczny

Zespół ze Stanford zamierza pozyskiwać komórki od pacjentów z zdiagnozowanym otępieniem czołowo-skroniowym, ciężkim autyzmem i schizofrenią, aby testować kandydatów na leki bezpośrednio w żywej tkance. Stefano Gustincich, dyrektor Centrum Genomiki Klinicznej i Obliczeniowej we Włoskim Instytucie Technologii w Aoście, stwierdził, że technika ta może umożliwić naukowcom badanie mechanizmów starzenia się i odkrywanie przyszłych przeszczepów neuronowych pochodzących od pacjentów. Odnosząc się do obaw dotyczących dobrostanu zwierząt i potencjalnych zmian poznawczych, Pașca potwierdził, że projekt badawczy od samego początku działał pod stałym nadzorem etycznym.

„Daje nam to sposób na badanie ludzkiej tkanki nerwowej na kilku poziomach, od genów i poszczególnych typów komórek po obwody i funkcjonalne konsekwencje u zwierzęcia.”