Sự bổ sung phôi nang giữa các loài (IBC) (tức là bổ sung bằng cách tiêm vi mô tế bào gốc của các loài khác vào phôi giai đoạn phôi nang) đã tạo thành công mô não chuột ở chuột còn nguyên vẹn về mặt cấu trúc và chức năng. Trong một nghiên cứu liên quan, người ta cũng phát hiện ra rằng hoạt động của khớp thần kinh chuột-chuột được hỗ trợ và các mạch thần kinh tổng hợp được tạo ra từ hai loài khác nhau có thể hoạt động trong một bộ não nguyên vẹn.
Việc bổ sung phôi nang, tức là bổ sung các cơ quan bị thiếu hụt về mặt di truyền bằng cách tiêm vi mô tế bào gốc vào phôi giai đoạn phôi nang đã được báo cáo lần đầu tiên vào năm 1993. Điều này liên quan đến việc bổ sung các tế bào lympho T và B ở chuột bị thiếu bằng cách tiêm vi khuẩn tế bào gốc phôi chuột nguyên vẹn (mESCs) vào phôi nang - Giai đoạn phôi.
Việc bổ sung bằng cách tiêm vi mô tế bào gốc của các loài khác vào phôi nang ở giai đoạn phôi nang để tạo ra các cá thể lai giữa các loài đã thành công vào năm 2010 khi chuột thiếu PDX1 được bổ sung bằng tuyến tụy của chuột cống. Thành tựu này đã đặt nền tảng cho kỹ thuật sinh học Bổ sung Phôi nang Giữa các Loài (Interspecies Blastocyst Complementation - IBC).
Kể từ năm 2010, việc bổ sung phôi nang giữa các loài (IBC) đã đi được một chặng đường dài (bao gồm cả việc bổ sung gen người, điều này có nghĩa là có tiềm năng hình thành cơ quan của con người để cấy ghép).
Tuy nhiên, cho đến nay, mô não không thể đạt được thông qua IBC mặc dù đã có một số thành công gần đây. Hiện nay, các nhà nghiên cứu báo cáo việc tạo ra mô não trước ở chuột thông qua IBC.
Nhóm nghiên cứu đã phát triển thành công chiến lược IBC dựa trên C-CRISPR. Điều này giúp sàng lọc nhanh chóng các gen ứng cử viên và xác định rằng sự thiếu hụt Hesx1 đã hỗ trợ việc tạo ra mô não trước ở chuột thông qua IBC. Các mô não trước của chuột trưởng thành còn nguyên vẹn về mặt cấu trúc và chức năng. Chúng phát triển với tốc độ tương tự như chuột chủ và duy trì cấu hình phiên mã giống chuột. Tuy nhiên, tốc độ chimerism của tế bào chuột giảm dần khi quá trình phát triển tiến triển, điều này cho thấy sự hiện diện của các rào cản xenogene trong quá trình phát triển trước khi sinh từ giữa đến cuối.
Trong một nghiên cứu liên quan khác được công bố đồng thời, các nhà nghiên cứu đã áp dụng phương pháp bổ sung phôi nang để xây dựng và kiểm tra có chọn lọc các mạch thần kinh giữa các loài nhằm kiểm tra xem liệu các mạch thần kinh được tạo ra từ hai loài có thể hoạt động trong một bộ não nguyên vẹn hay không.
Các tế bào gốc đa năng của chuột được tiêm vào phôi nang chuột đã phát triển và tồn tại trong toàn bộ não chuột. Các tế bào thần kinh của chuột ở vỏ não và vùng hải mã đã được lập trình lại trong hốc chuột và hỗ trợ hoạt động khớp thần kinh của chuột-chuột. Khi tế bào thần kinh khứu giác của chuột bị im lặng, tế bào thần kinh của chuột đã khôi phục luồng thông tin đến các mạch xử lý mùi. Hành vi tìm kiếm thức ăn nguyên thủy cũng được giải cứu. Do đó, chuột có thể cảm nhận thế giới bằng cách sử dụng tế bào thần kinh từ loài khác.
Nghiên cứu này chứng minh sự bổ sung phôi nang thần kinh như một công cụ mạnh mẽ để xác định các cơ chế bảo tồn trong quá trình phát triển, tính linh hoạt và sửa chữa của não.
***
Tài liệu tham khảo:
- Hoàng, J. và cộng sự. 2024. Tạo ra các mô não trước ở chuột nhắt. Tế bào. Tập 187, Số 9, p2129-2142.E17. Ngày 25 tháng 2024 năm XNUMX. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cell.2024.03.017
- Thresch, BT và cộng sự. 2024. Các mạch cảm giác chức năng được xây dựng từ tế bào thần kinh của hai loài. Tế bào. Tập 187, Số 9, p2143-2157.E15. Ngày 25 tháng 2024 năm XNUMX. 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}