Мозг. Советы ученого, как по максимуму использовать самый совершенный в мире орган

Ученые могли использовать это сочетание технологий для наблюдения за процессами, происходящими в клетках. Например за развитием и нарушением работы транспортных механизмов в клетках мозга или клеточными изменениями, способствующими формированию долговременных воспоминаний. Если бы, скажем, запрограммированные вирусы могли применяться, чтобы помочь одним нейронам образовывать связи с другими, улучшенная система органоидов могла бы использоваться для изучения того, как это выглядит. Так, исследование 2020 года показало, как вирус герпеса способен непосредственно производить новую органоидную систему болезни Альцгеймера, которая имеет множество характеристик настоящего заболевания. Возможно, в следующий раз вы с большим уважением отнесетесь к простуде на губах.

Эти исследования, несомненно, помогут найти новые способы защиты от потери нейронов при инсульте, деменции и раке. На самом деле данная технология уже постепенно проникает в нашу жизнь, поскольку наномедицина теперь использует трехмерные модели расположения клеток, чтобы настроить их конфигурацию в соответствии с желаниями ученых. Для этого используется метод DPAC (ДНК-запрограммированное собрание клеток). По сути, это долгий путь объяснения того, как ученые контролируют форму трехмерных клеточных структур. Метод имеет потенциал для одновременного создания тысяч крошечных органоидов, которые прилипают друг к другу, как липучка, и образуют более обширные «мозгоподобные» культуры. Представьте себе DPAC-органоиды в виде деталей Lego, которые можно соединить друг с другом в большой Lego-мозг. Это поможет ученым приблизиться к созданию в лаборатории целой области мозга, которая в грядущем веке будет использоваться для тестирования лекарств, обучения и частичных трансплантаций.

Наномедицина идет еще дальше и начинает использовать каркасы из графена, углеродного материала толщиной всего в один атом.

Связывая клетки определенным образом, ученые выходят на совершенно новый уровень экспериментального дизайна. Он приближает их к созданию настоящего мозга, на котором можно учиться.

Им можно придать ту форму, которая позволит выращенным в лаборатории клеткам развиваться в более точном направлении, подобно еще более мелким и специализированным деталям Lego. Клетки, выращенные трехмерно (в отличие тех, которые вырастили двухмерно в плоской чашке) будут лучше имитировать настоящее человеческое тело. Графеновые каркасы особенно интересны, поскольку их с прикрепленными на них клетками можно поместить обратно в тело, чтобы стимулировать нормальный клеточный рост. Ученые надеются, что они смогут восстанавливать ткани спинного и головного мозга, что сегодня является невероятно сложной задачей. Это изменило бы исход для пациентов, которые потеряли чувствительность и подвижность некоторых частей тела из-за повреждения спинного мозга или перенесли черепно-мозговую травму, которая привела к клеточной смерти и утрате речи, воспоминаний или способности двигаться. Данный метод оказал бы значительное влияние на жизнь многих людей, которым медицина пока не может помочь.

CRISPR

Благие намерения медицины заключаются в улучшении стандартов здравоохранения и обеспечении более долгой и счастливой жизни. Кажется, что это простая задача, но она связана с большими сложностями. Наш мозг способен на невероятные вещи, однако эта способность сопряжена с большим риском возникновения ошибок. Заболевания, поражающие мозг в течение жизни, со временем станут предотвратимыми или обратимыми до такой степени, что качество жизни того, кто ими страдает, практически не будет отличаться от качества жизни здорового человека.

Дегенерация клеток мозга, наблюдаемая при болезнях Альцгеймера, Паркинсона и Хантингтона, – это проблема, которая остро нуждается в инновационных методах решения.

В настоящее время проводятся сотни клинических исследований, посвященных нейродегенерации, но, поскольку многие оказываются неуспешными, они редко приносят пользу пациентам. Как правило, проходит не менее двух лет, прежде чем эксперименты в этой области успевают привести к каким-либо положительным результатам. Хотя врачам бы хотелось, чтобы в состоянии пациента сразу произошли очевидные изменения к лучшему, исследования обычно показывают лишь небольшие положительные изменения в когнитивных способностях, которые еще нужно доказывать.