Микроскопический снимок 3D-модели ткани мозга

3D-модель мозговой ткани ускорит поиск лекарств от болезни Альцгеймера

Трехмерная модель мозговой ткани позволила имитировать сложные клеточные взаимодействия при болезни Альцгеймера. В ней одновременно работают разные типы клеток — нейроны, астроциты и микроглия, — что делает эксперименты ближе к реальным процессам в мозге.
Автор Наука Mail
Болезнь Альцгеймера
Болезнь Альцгеймера остается одной из самых сложных задач для медициныИсточник: MIT

Болезнь Альцгеймера по‑прежнему остается одной из самых сложных задач для медицины. Несмотря на заметные успехи в терапии, полностью остановить развитие патологии пока не удается. Ключевое препятствие — недостаток моделей, которые достоверно отражали бы многообразные взаимодействия клеток в тканях мозга.

Команда специалистов Института исследований инсульта и деменции при университетской клинике Мюнхенского университета нашла решение этой проблемы. Новое исследование может заметно ускорить поиск подходящих лекарств. Ученые создали трехмерную модель ткани человеческого мозга на основе стволовых клеток. Из них удается получать сразу несколько типов клеток — нейроны, астроциты и микроглию, — и объединять их в компактные структуры размером с булавочную головку.

Нам потребовалось девять лет, чтобы разработать нашу новую трехмерную модель ткани человеческого мозга, прежде чем она заработала на всех необходимых уровнях.
Доминик Паке
профессор нейробиологии Института исследований инсульта и деменции при университетской клинике Мюнхенского университета Людвига‑Максимилиана

Под «необходимыми уровнями» подразумевается не столько анатомическую точность, сколько функциональную достоверность: нейроны формируют отростки и синапсы, астроциты обеспечивают питание, а микроглия выполняет иммунный надзор, реагируя на скопления чужеродных веществ и мертвых клеток.

Важное достоинство модели — ее воспроизводимость: при соблюдении протокола получаются тканевые сфероиды с идентичным составом и функциями. Кроме того, систему можно целенаправленно модифицировать: исследователи уже успешно вызывали в ней образование амилоидных агрегатов — характерных для болезни Альцгеймера структур — и затем растворяли их с помощью существующих препаратов, фиксируя участие микроглии в этом процессе.

Микроскопический снимок 3D-модели ткани мозга
Микроскопический снимок 3D-модели ткани мозга, на котором окрашены различные типы клеток (нейроны — бирюзовый цвет, астроциты — желтый, микроглия — розовый)Источник: Доминик Паке, университетская клиника Мюнхенского университета

Следующий этап — автоматизация и масштабирование. Команда Паке разрабатывает роботизированные решения, чтобы одновременно производить сотни и тысячи идентичных образцов с заданными признаками заболевания. Такой подход позволит эффективно тестировать множество потенциальных веществ и быстрее выявлять перспективные соединения. Если технология будет внедрена в индустриальные протоколы, это может существенно сократить сроки разработки новых методов лечения болезни Альцгеймера.

Ранее Наука Mail рассказывала, что анализ крови поможет предсказать риск болезни Альцгеймера за 10 лет.