Interspecies Blastocyst Complementation (IBC) (ty papildymas mikroinjektuojant kitų rūšių kamienines ląsteles į blastocistos stadijos embrionus) sėkmingai sukūrė žiurkių priekinių smegenų audinių, kurie buvo struktūriškai ir funkciškai nepažeisti, pelėms. Susijusiame tyrime taip pat buvo nustatyta, kad buvo palaikomas žiurkių ir pelių sinapsinis aktyvumas, o sintetinės nervų grandinės, sukurtos iš dviejų skirtingų rūšių, gali veikti nepažeistose smegenyse.
Blastocistų komplementacija, ty genetiškai nepakankamų organų komplementacija mikroinjektuojant kamienines ląsteles į blastocistos stadijos embrionus, pirmą kartą buvo pranešta 1993 m. Tai apėmė T ir B limfocitų komplementaciją pelėms, kurių trūkumas, mikroinjektuojant nepažeistas pelių embrionines kamienines ląsteles (mESCs) į blastocistos. - stadijos embrionai.
Papildymas mikroinjekcijomis kitų rūšių kamieninėmis ląstelėmis į blastocistos stadijos embrionus, generuojančius tarprūšinės chimeros buvo sėkmingas 2010 m., kai pelėms, kurioms trūksta PDX1, buvo skirta žiurkių kasa. Šis pasiekimas padėjo pagrindą biologinei technikai Interspecies Blastocyst Complementation (IBC).
Nuo 2010 m. Interspecies Blastocyst Complementation (IBC) nuėjo ilgą kelią (įskaitant papildymą žmogaus genais, o tai reiškia žmogaus organogenezės potencialą transplantacijai).
Tačiau smegenų audinio iki šiol nepavyko pasiekti naudojant IBC, nepaisant kelių pastarojo meto sėkmių. Dabar mokslininkai praneša apie žiurkės priekinio smegenų audinio susidarymą pelėms per IBC.
Mokslininkų komanda sėkmingai sukūrė C-CRISPR pagrindu sukurtą IBC strategiją. Tai padėjo greitai patikrinti kandidatų genus ir nustatė, kad Hesx1 trūkumas palaikė žiurkės priekinio smegenų audinio susidarymą pelėms per IBC. Suaugusių pelių žiurkės priekinių smegenų audiniai buvo struktūriškai ir funkciškai nepažeisti. Jie vystėsi tokiu pat tempu kaip ir pelės šeimininkas ir išlaikė į žiurkę panašius transkripto profilius. Tačiau žiurkių ląstelių chimerizmo greitis palaipsniui mažėjo vystantis, o tai rodo ksenogeninių barjerų buvimą vidutinio ir vėlyvojo prenatalinio vystymosi metu.
Kitame susijusiame tyrime, paskelbtame tuo pačiu metu, mokslininkai taikė blastocistų komplementaciją, kad galėtų selektyviai kurti ir išbandyti tarprūšines neuronines grandines, kad patikrintų, ar neuroninės grandinės, sukurtos iš dviejų rūšių, gali veikti nepažeistose smegenyse.
Žiurkių pluripotentinės kamieninės ląstelės, sušvirkštos į pelių blastocistas, išsivystė ir išliko visose pelės smegenyse. Žiurkių neuronai žievėje ir hipokampe buvo perprogramuoti pelės nišoje ir palaikė žiurkių ir pelių sinapsinį aktyvumą. Kai pelių uoslės neuronai buvo nutildyti, žiurkių neuronai atkūrė informacijos srautą į kvapų apdorojimo grandines. Taip pat buvo išgelbėtas pirminis maisto ieškojimo elgesys. Taigi pelė galėtų pajusti pasaulį naudodama kitos rūšies neuronus.
Šis tyrimas nustato nervų blastocistos papildymą kaip galingą priemonę, leidžiančią nustatyti konservuotus smegenų vystymosi, plastiškumo ir taisymo mechanizmus.
***
Nuorodos:
- Huang, J. ir kt. 2024. Žiurkių priekinių smegenų audinių generavimas pelėse. Ląstelė. 187 tomas, 9 leidimas, p2129-2142.E17. 25 m. balandžio 2024 d. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cell.2024.03.017
- Throesch, BT ir kt. 2024. Funkcinės sensorinės grandinės, sukurtos iš dviejų rūšių neuronų. Ląstelė. 187 tomas, 9 leidimas, p2143-2157.E15. 25 m. balandžio 2024 d. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cell.2024.03.042
***
 (i.e., complementation by microinjecting stem cells of other species into blastocyst-stage embryos) successfully generated rat forebrain tissue in mice which was structurally and functionally intact. In a related study, it was also found that the rat-mouse synaptic activity was supported and the synthetic neural circuits built from two different species could function in an intact brain.){kind=link}