Недавние исследования на человеческих индуцированных плюрипотентных стволовых клетках (иПСК) показали, что мутации, приводящие к развитию расстройств аутистического спектра (РАС), могут возникать в процессе пре- и постнатального развития мозга. Анализ иПСК выявил мутации в гене SHANK3. Возникновение мутаций в гене SHANK3 является наиболее изученным генетическим фактором патогенеза РАС. Показано, что такие мутации ассоциированы со слабоумием и проблемами с речью приблизительно у 1-2% пациентов с РАС. Дело в том, что продукт гена SHANK3 является ключевым компонентом передачи сигналов в синаптической щели у глутаматергических синапсов. Поэтому нарушения его функций из-за мутаций ведет к серьезным патологическим нарушениям функционирования нервной ткани.

Группа учёных из института Пастера (Франция) впервые провела трансплантацию иПСК от пациентов с РАС в мозг мыши, тем самым создав химерную гуманизированную мышь, которая позволила реализовать новую модель исследования РАС, отличающуюся большой доказательной силой. Дело в том, что ранее роль SHANK3 в функционировании возбуждающих нейронов в основном исследовалась на обычных мышах и иПСК. Однако культуры клеток и нейроны мозга мыши не позволяют в полной мере смоделировать условия для полноценного изучения процессов развития нейронов в мозгу человека. Для создания мыши с гуманизированным мозгом авторы данного исследования перепрограммировали человеческие иПСК в клетки-предшественники нейронов, которые и пересадили в мышиный мозг. После чего выполнялась оценка профиля экспрессии генов имплантированных клеток, чтобы проверить, как те развиваются в зрелые человеческие нейроны. Оказалось, что трансплантированные иПСК успешно развиваются в человеческие нейроны, поскольку экспрессируют такие специфические маркеры, как Cux1/Cux2 и Brn2. Затем ученые приступили к исследованию этих клеток от пациентов с РАС в мозгу химерной мыши. Морфологический анализ выявил существенное уменьшение размеров тела пирамидальных нейронов (на 40 µm2). Также была отмечена сильная васкуляризация приживлённых в мышином мозгу человеческих нейронов, что может говорить о защитной роли васкуляризации.

Авторы заключают, что, в отличие от исследований в культуре клеток, гуманизированная химерная мышь позволяет изучать патологические эффекты мутаций в человеческих генах, ассоциированных с РАС, а также позволяет исследовать морфологию нейронов с большей точностью.