Interspecies Blastocyst Complementation (IBC) (dvs komplementering genom att mikroinjicera stamceller från andra arter i embryon i blastocyststadiet) genererade framgångsrikt råttframhjärnavävnad hos möss som var strukturellt och funktionellt intakt. I en relaterad studie fann man också att den synaptiska aktiviteten från råtta och mus stöddes och de syntetiska neurala kretsarna byggda från två olika arter kunde fungera i en intakt hjärna.
Blastocystkomplementering, dvs komplementering av genetiskt bristfälliga organ genom att mikroinjicera stamceller i embryon i blastocyststadiet rapporterades första gången 1993. Detta involverade komplementering av T- och B-lymfocyter i bristfälliga möss genom att mikroinjicera intakta musembryonala stamceller (mESCs) i blastocyster. -stadie embryon.
Komplementeringen genom att mikroinjicera stamceller från andra arter i embryon i blastocyststadiet som genererar interspecifika chimärer lyckades 2010 när möss med brist på PDX1 kompletterades med bukspottkörtel från råtta. Denna prestation lade grunden till den biologiska tekniken för Interspecies Blastocyst Complementation (IBC).
Sedan 2010 har Interspecies Blastocyst Complementation (IBC) kommit långt (inklusive komplement till de mänskliga generna vilket innebär potential för mänsklig organogenes för transplantation).
Hjärnvävnad kunde dock inte uppnås genom IBC hittills trots flera framgångar på senare tid. Forskare rapporterar nu generering av råttas framhjärnavävnad hos möss genom IBC.
Forskargruppen har framgångsrikt utvecklat en C-CRISPR-baserad IBC-strategi. Detta hjälpte till med snabb screening av kandidatgener och identifierade att Hesx1-brist stödde genereringen av råttframhjärnavävnad hos möss via IBC. Råttans framhjärnavävnader hos vuxna möss var strukturellt och funktionellt intakta. De utvecklades i samma takt som musvärden och bibehöll råttliknande transkriptomprofiler. Emellertid minskade graden av chimerism hos råttceller gradvis allteftersom utvecklingen fortskred, vilket tyder på närvaron av xenogena barriärer under mitten till sen prenatal utveckling.
I en annan relaterad studie publicerad samtidigt, tillämpade forskarna blastocystkomplementering för att selektivt bygga och testa interspecies neurala kretsar för att kontrollera om neurala kretsar byggda från två arter kan fungera i en intakt hjärna.
De pluripotenta stamcellerna från råtta som injicerades i musblastocyster utvecklades och kvarstod i hela mushjärnan. Råttanuronerna i cortex och hippocampus omprogrammerades i musnischen och stödde rått-mus synaptisk aktivitet. När musens luktneuroner tystades, återställde råttneuroner informationsflödet till luktbearbetningskretsar. Det primära beteendet för matsökning räddades också. Således kunde musen känna av världen med hjälp av neuroner från en annan art.
Denna studie etablerar neural blastocystkomplementering som ett kraftfullt verktyg för att identifiera bevarade mekanismer för hjärnans utveckling, plasticitet och reparation.
***
Referenser:
- Huang, J. et al. 2024. Generering av råttframhjärnavävnader hos möss. Cell. Volym 187, nummer 9, s2129-2142.E17. 25 april 2024. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cell.2024.03.017
- Throesch, BT et al. 2024. Funktionella sensoriska kretsar byggda av neuroner av två arter. Cell. Volym 187, nummer 9, s2143-2157.E15. 25 april 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}