Mezidruhová komplementace blastocyst (IBC) (tj. komplementace mikroinjekcí kmenových buněk jiných druhů do embryí ve stádiu blastocyst) úspěšně vytvořila u myší tkáň předního mozku potkana, která byla strukturálně a funkčně intaktní. V související studii bylo také zjištěno, že synaptická aktivita krysa-myš byla podporována a syntetické nervové obvody vytvořené ze dvou různých druhů mohly fungovat v neporušeném mozku.
Komplementace blastocyst, tj. komplementace geneticky deficientních orgánů mikroinjekcí kmenových buněk do embryí ve stádiu blastocysty, byla poprvé popsána v roce 1993. Jednalo se o komplementaci T- a B-lymfocytů u deficientních myší mikroinjekcí intaktních myších embryonálních kmenových buněk (mESC) do blastocysty. -zárodky ve stádiu.
Komplementace mikroinjekcí kmenových buněk jiných druhů do embryí ve stádiu blastocysty, čímž vznikly mezidruhové chiméry, byla úspěšná v roce 2010, kdy byly myši s deficitem PDX1 komplementovány slinivkou břišní potkanů. Tento úspěch položil základy biologické techniky mezidruhové komplementace blastocyst (IBC).
Od roku 2010 ušla mezidruhová komplementace blastocyst (IBC) dlouhou cestu (včetně komplementace s lidskými geny, což znamená potenciál pro lidskou organogenezi pro transplantaci).
Přes několik nedávných úspěchů však nebylo dosud možné dosáhnout mozkové tkáně pomocí IBC. Výzkumníci nyní hlásí vytvoření tkáně předního mozku potkanů u myší prostřednictvím IBC.
Výzkumný tým úspěšně vyvinul strategii IBC založenou na C-CRISPR. To pomohlo při rychlém screeningu kandidátních genů a identifikovalo, že nedostatek Hesx1 podporuje tvorbu tkáně předního mozku potkana u myší prostřednictvím IBC. Tkáně předního mozku potkanů u dospělých myší byly strukturálně a funkčně intaktní. Vyvíjely se stejným tempem jako myší hostitel a udržovaly si profily transkriptomu podobné potkanům. Míra chimerismu potkaních buněk se však postupně snižovala, jak vývoj pokročil, což naznačuje přítomnost xenogenních bariér během středního až pozdního prenatálního vývoje.
V další související studii publikované současně vědci aplikovali komplementaci blastocyst k selektivnímu vytváření a testování mezidruhových nervových obvodů, aby ověřili, zda nervové obvody vytvořené ze dvou druhů mohou fungovat v neporušeném mozku.
Krysí pluripotentní kmenové buňky injikované do myších blastocyst se vyvinuly a přetrvávaly v celém myším mozku. Krysí neurony v kortexu a hippocampu byly přeprogramovány v myším výklenku a podporovaly synaptickou aktivitu potkan-myš. Když byly myší čichové neurony umlčeny, krysí neurony obnovily tok informací do obvodů zpracování pachů. Původní chování při hledání potravy bylo také zachráněno. Myš tak mohla vnímat svět pomocí neuronů jiného druhu.
Tato studie zavádí komplementaci nervových blastocyst jako účinný nástroj k identifikaci konzervovaných mechanismů vývoje mozku, plasticity a opravy.
***
Reference:
- Huang, J. a kol. 2024. Generování tkání předního mozku potkanů u myší. Buňka. Svazek 187, vydání 9, p2129-2142.E17. 25. dubna 2024. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cell.2024.03.017
- Throesch, BT a kol. 2024. Funkční smyslové obvody postavené z neuronů dvou druhů. Buňka. Svazek 187, vydání 9, p2143-2157.E15. 25. dubna 2024. 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}