В школьном дневнике каждая оценка говорит сама за себя, но понять, как ученик справляется в целом, можно только по табелю. Для лекарств, которые действуют на мозг, такого табеля долго не было. Каждый тест на миниатюрной копии мозга, выращенной в пробирке, давал свой сигнал: одни гены «зажигались», другие «гасли», электрические импульсы то учащались, то замирали. Свести эти разрозненные данные в единый балл не удавалось, и разработчики лекарств блуждали в потёмках.
Чтобы навести порядок, исследователи вырастили особый органоид, который рос 200 дней и содержал участки коры, среднего мозга, ствола и даже собственные сосуды. На него воздействовали пятью препаратами с разными механизмами, а затем собрали данные четырьмя способами: прочитали активность генов в отдельных клетках, измерили белки, записали электрическую активность. Каждый метод выдал свой набор чисел, и сравнить препараты между собой было невозможно.
Тогда учёные создали Нейронный индекс воздействия, сокращённо NIS. Суть проста: каждому гену, белку и электрическому параметру заранее приписали знак «плюс» или «минус» в зависимости от того, благоприятно ли его изменение для мозга. Затем эти знаки усреднили внутри четырёх категорий: развитие, воспаление, дегенерация и устойчивость клеток. Итоговый балл для препарата складывается из этих четырёх чисел, как средний балл в школьном табеле.
Результаты оказались неожиданными. Финголимод набрал наивысший балл 1,06 и попал в «зелёную» зону, а вот популярный антидепрессант флуоксетин оказался лишь в «жёлтой» с баллом 0,44. Ещё интереснее вышло при сравнении с данными грызунов: на уровне отдельных генов совпадение было почти случайным, но на уровне категорий индекса для некоторых препаратов люди и мыши соглашались. Это значит, что индекс улавливает общую картину, а не шум отдельных измерений.
Теперь у фармацевтических компаний появился общий язык для описания эффектов лекарств на нервную ткань. Такой табель успеваемости можно применять к любым органоидам и даже к другим органам, например печени или сердцу. И тогда скрининг кандидатов в лекарства станет быстрее и дешевле, а зависимость от опытов на животных снизится.
Органоид рос 200 дней — это примерно 6,5 месяцев, что сопоставимо со вторым триместром беременности человека. За это время он сформировал 26 типов клеток, включая клетки сосудистой сети.
Работа опубликована не на arXiv. Здесь её страница, PDF и формализация: проверить можно самим, а не только прочитать наш разбор.