Vědci ze Stanfordu vyvinuli metodu transplantace lidských mozkových organoidů do myší

Vědecký tým ze Stanford University pod vedením Dr. Sergiu Pașcy vyvinul novou genetickou strategii, která umožňuje transplantaci lidských mozkových organoidů do mozků myší. Studie byla publikována 16. září 2026 v časopise Nature a přináší dosud nejpokročilejší platformu pro studium lidského mozku v živém organismu.

Výzkumníci geneticky upravili myši tak, aby jim byla odstraněna většina mozkové kůry. Do takto vzniklého prostoru poté transplantovali organoidy vypěstované z lidských kmenových buněk. Podle vědců se transplantované buňky úspěšně integrovaly do myšího mozku a vytvořily funkční neuronové sítě. Graftované buňky se přitom diferencovaly do různých typů neuronů i gliových buněk, což naznačuje, že si zachovaly schopnost vyvíjet se podobně jako v lidském mozku.

„Vytvořili jsme fyziologickou niku pro lidské mozkové organoidy, aby se usadily, vaskularizovaly a vytvořily složité neuronové systémy,“ uvedl Pașca k výsledkům studie.

Myši s transplantovanými lidskými organoidy následně podstoupily sérii behaviorálních testů. Výzkumníci u nich zaznamenali rozdíly v motorických úlohách i v úkolech zaměřených na paměť ve srovnání s kontrolní skupinou. Tyto výsledky podle autorů ukazují, že transplantovaná lidská tkáň se v myším mozku nejen strukturálně, ale i funkčně zapojila do fungování hostitelského organismu.

Tým dále demonstroval, že nová platforma může sloužit i k modelování konkrétních onemocnění a poškození mozku. Jako příklad uvedli hypoxické poškození mozku, tedy stav způsobený nedostatkem kyslíku, který patří mezi časté příčiny neurologických komplikací u novorozenců i dospělých pacientů. Možnost studovat takové procesy na tkáni odvozené z lidských buněk, zasazené do fungujícího mozku živého zvířete, by podle vědců mohla výrazně urychlit výzkum léčebných postupů.

Metoda kombinuje dva přístupy, které se v posledních letech v neurovědě rychle rozvíjejí – organoidy, tedy trojrozměrné buněčné struktury napodobující vývoj lidských orgánů, a xenotransplantace do zvířecích modelů. Zatímco organoidy pěstované samostatně v laboratorních podmínkách mají omezenou schopnost dozrávat a vytvářet plně funkční neuronové okruhy, jejich zasazení do živého mozku hostitelského zvířete jim podle autorů studie poskytuje přirozenější prostředí, včetně přístupu k cévnímu zásobení a signálům potřebným pro další vývoj.

Na výzkumu se podílel rozsáhlý tým vědců, mezi nimiž byli kromě Sergiu Pașcy také Konstantin Kaganovsky, Kevin W. Kelley, Tilo Gschwind, Paul M. Harary, John Kochalka, Alexander D. White, Garikoitz Lerma-Usabiaga, Xiaoyu Chen, Omer Revah, Felicity Gore, Ayano Aoyama, Jennifer L. Shadrach, Se-Jin Yoon, Alfredo Valencia, Satoe Ogawa, Noah Reis, Hannes Vogel, Brian Wandell, Julia A. Kaltschmidt, Ivan Soltesz a Karl Deisseroth.

Podobné modely mozkových organoidů se v posledních letech využívají ke studiu vývoje nervové soustavy, neurologických poruch i k testování léčiv, jelikož umožňují pracovat přímo s lidskými buňkami namísto pouhé extrapolace z výsledků na zvířecích modelech. Nová platforma popsaná stanfordským týmem jde o krok dál v tom, že spojuje výhody lidské buněčné tkáně s komplexním prostředím živého mozku, kde mohou organoidy zrát déle a za podmínek bližších reálnému vývoji lidského mozku.

Autoři studie zároveň naznačují, že podobný přístup by mohl v budoucnu najít uplatnění při zkoumání celé řady neurologických a neurovývojových onemocnění, u nichž je obtížné studovat je pouze na zvířecích modelech kvůli podstatným rozdílům mezi lidským a myším mozkem. Zda a jak rychle se tato metoda dostane k širšímu využití ve výzkumu konkrétních chorob, bude záviset na dalších navazujících studiích, které by měly ověřit stabilitu a reprodukovatelnost popsaného postupu.