Výzkumný tým vedený vědci ze Stanfordovy univerzity transplantoval do geneticky upravených myší laboratorně vypěstované lidské mozkové organoidy. Tkáň vytvořená z přeprogramovaných kožních nebo krevních buněk se v mozku myší integrovala do nervových sítí a vykazovala některé charakteristiky lidské mozkové kůry.
Takzvané xenokortikální myši mají umožnit podrobnější studium vývoje lidského mozku, mechanismů genetických neurologických a psychiatrických onemocnění a testování potenciálních terapií. Výzkumníci například pozorovali odlišnou reakci lidských buněk na nedostatek kyslíku ve srovnání s běžnou myší nervovou tkání.
„To nám umožňuje studovat lidskou nervovou tkáň na několika úrovních, od genů a jednotlivých typů buněk až po nervové obvody a funkční důsledky u zvířat. Můžeme se začít ptát, jak genetické změny u člověka spojené s onemocněním mění vývoj nervové soustavy a nervové obvody a zda potenciální léčebné postupy mohou těmto změnám zabránit nebo je napravit,“ uvedl neurovědec ze Stanfordovy univerzity Sergiu Pasca, hlavní autor studie zveřejněné ve středu minulého týdne v časopise Nature.
Vědci v laboratorních miskách vytvořili miniaturizované trojrozměrné organoidy (zjednodušené a zmenšené verze orgánu vytvořené v laboratoři z kmenových buněk, které rostou trojrozměrně), jejichž cílem je napodobit klíčové buněčné typy a vývojové rysy lidské mozkové kůry. Tato část mozku řídí vyšší funkce, jako jsou poznávání, řeč, pozornost a rozhodování. Toho dosáhli přeprogramováním kožních nebo krevních buněk tak, aby se staly kmenovými buňkami schopnými přeměnit se na téměř jakýkoli buněčný typ v těle.
Při genetické úpravě myší vědci použili strategii, která zablokovala vývoj většiny buněk, z nichž se za normálních okolností vyvíjí mozková kůra a hipokampus – mozková struktura zásadní pro tvorbu paměti. „Prostor, který za normálních okolností zabírá myší mozková kůra, nám umožnil krátce po narození transplantovat lidské kortikální organoidy a poskytl lidské tkáni prostor pro rozsáhlý růst,“ uvedl Pasca. „U těchto myší lidské transplantáty vygenerovaly širokou škálu typů kortikálních buněk a vytvořily funkční propojení v celém nervovém systému myší.“
Mezi vygenerovanými typy kortikálních buněk byl i vzácný typ zvaný von Economoovy neurony (VEN), specializované nervové buňky v mozku, které se vyznačují specifickým protáhlým vřetenovitým tvarem a velkým buněčným tělem. Jsou považovány za klíčové pro rychlé zpracování sociálních a emocionálních informací a rozhodování, zároveň za velmi zranitelné a rychle se poškozující a odumírající u některých forem demence.
Lidské mozkové organoidy jsou cenným nástrojem, ale v laboratorní misce nedokážou plně napodobit prostředí živého organismu. Jejich propojení s nervovým systémem zvířete může zlepšit výzkum autismu, epilepsie, schizofrenie, dětské mozkové obrny, Prader-Williho syndromu a dalších onemocnění, u nichž je nedostatek vhodných modelů.
Klíčová fakta:
- použití lidských mozkových organoidů,
- transplantace do geneticky upravených myší,
- integrace lidské tkáně do myších nervových okruhů,
- testování reakce na nedostatek kyslíku,
- současně otevřené etické otázky týkající se rozsahu integrace lidské tkáně do zvířecího organismu.
Jaký je dopad pro ČR a EU:
Výsledek posiluje význam organoidů, buněčného inženýrství a alternativních modelů v biomedicínském výzkumu. Pro evropské instituce bude důležité současně rozvíjet standardy pro reprodukovatelnost, etické posuzování a bezpečné využití těchto modelů v preklinickém výzkumu.
Zdroje: Reuters; studie publikovaná v časopise Nature: Kaganovsky, K., Kelley, K.W., Gschwind, T. et al. Developmental xenocortication using human-derived organoids in mice. Nature (2026). https://doi.org/10.1038/s41586-026-11032-2
