Прорыв в медицине: как живые модели мозга и кишечника борются с раком

Обе статьи вышли бок о бок в легендарном журнале Nature. С одной стороны — стэнфордские нейробиологи с их мини-мозгами. С другой — швейцарские инженеры, воссоздавшие живую ткань кишечника. Их цель одна: дать медицине инструменты, которые не врут.

Когда крысе пересаживают человеческий мозг (ну, почти)

«Органоиды раскрывают то, что скрыто от животных моделей», — объясняет нейробиолог Серджиу Пашка из Стэнфорда. Его команда охотилась за лечением синдрома Тимоти — жутко редкого генетического расстройства, связанного с аутизмом и проблемами с сердцем. Болеют им единицы в мире.

Вся беда в одной-единственной мутации гена CACNA1C, который управляет кальциевыми каналами в нейронах. Подсади эту мутацию мыши — и ничего, тишь да гладь. Животные модели тут бессильны. Что же делать? Вырастить свою собственную, человеческую, модель болезни.

Ученые взяли стволовые клетки трех пациентов и 250 дней кропотливо растили их. Клетки самоорганизовались в крошечные сферы, содержащие полный набор нейронов коры головного мозга. Но как заставить их «ожить»? Гениально и немного пугающе: органоиды пересадили в мозг новорожденных крысят. Человеческие клетки прижились, протянули связи к крысиным нейронам и начали работать в унисон.

Получилась настоящая химера: сознание крысы, дополненное фрагментом человеческой нейронной сети. На этой уникальной модели и удалось найти потенциальное лечение. Крысам оно помогло. Следующий шаг — испытания на людях. Невероятно, но путь к спасению десятков человек начался в мозге лабораторного грызуна.

Кишечник в пробирке, который умеет болеть раком

Пока одни колдовали над мозгом, команда биоинженера Маттиаса Лютольфа в Лозанне решала не менее сложную задачу: смоделировать колоректальный рак. Они создали из стволовых клеток не просто статичную ткань, а динамичную, живую модель кишечника.

Здесь был применен поистине изящный трюк. Ученые встроили в клетки светочувствительные белки, связанные с онкогенами. Навел на нужный участок синий лазер — и пожалуйста: в строго заданном месте начинает расти микроскопическая, но настоящая опухоль. Можно наблюдать за всем процессом в реальном времени: как клетки мутируют, как метастазируют, как реагируют на среду.

На такой «умной» модели можно тестировать десятки препаратов, смотреть, как иммунотерапия атакует новообразование, и изучать влияние факторов среды. Лютольф мечтает пойти дальше: заселить органоиды реальной кишечной микробиотой или менять уровень кислорода, имитируя разные отделы кишки. Получится не просто модель, а целый живой симулятор человеческого тела. Зачем гадать на кофейной гуще, если можно увидеть все своими глазами?

.