Една од главните цели во истражувањата со матични клетки е да се создаде можност за замена на оштетените делови од телото со ткива кои се израснати од недиференцирани матични клетки. Нервниот систем претставува особен предизвик, бидејќи не само што треба да се создадат специфични неврони, туку тие треба да бидат и меѓусебно поврзани на многу специфичен начин.
Истражувачите од РИКЕН, го прифтиле овој предизвик и со последователна примена на неколку сигнални молекули во тродимензионални култури од човечки ембрионални матични клетки, ги поттикнале клетките да се диференцираат во функционални неврони кои се самоорганизирале за создавање на соодветни повеќеслојни структури како кај природниот развој на малиот мозок.
Истражувачите најпрво утврдиле дека под одредени услови, додавањето на „FGF2“ (фибробласт фактор на раст 2) на човечките ембрионални матични клетки води до неврална диференцијација во текот на првите три недели и се покажуваат први знаци за невроепителни клетки специфични за малиот мозок во рок од пет недели. Овие клетки, исто така покажуваат и први знаци за развој на неврони специфични за малиот мозок, како Пуркиниеви клетки и грануларни клетки.
Во втората недела истражувачите исто така додале и „FGF19“ и во период од 21 ден почнале да се покажуваат првите знаци на дорзо-вентрална (горе-долу) поставеност на структурите, а додавњето на „SDF1“ довело до создавање на соодветен дорзо-вентрален поларитет во растечките мозочни структури. Во дорзалниот регион, „SDF1“ довел до развој на делови кои продуцираат Пуркиниеви клетки и останати структури важни за миграција на граниларните глетки.
После 15 недели, клетките третирани со „FGF2“ покажале дополнителни обележја на Пуркиниеви клетки, како структурни каралтеристики и основна електрофизиолошка функција. Грануларните клетки исто така биле поразвиени, а се покажале и знаци на нормална клеточна миграција. Невралните клетки растеле дури и во правилна ориентација едни со други.
Ваквата поставеност на клетките била слична на таа што се очекува во првото тромесечје од ембрионалниот развој.
„Принципот на самоорганизираност што го прикажавме е многу важен за иднината на развојната биологија. Обидите да се создаде мал мозок од плурипотентни матични клетки и досега постигнале одреден успех и ваквите неврони и ткива ќе помогнат да се „моделираат“ болестите на малиот мозок како што е спиноцеребералната атаксија“ – вели Кеико Мугурума, водач на истражувањето.
