Дослідники з університету Вісконсину в Медісоні (США) за допомогою технології 3D-друку створили першу функціональну мозкову тканину, яка може розвиватися й формувати звʼязки так само, як і людська. Дослідження опублікувано в науковому журналі Cell Stem Cell.
Це відкриття надає нейробіологам новий інструмент для вивчення звʼязку між клітинами людського мозку та іншими його частинами. Винахід потенційно може допомогти віднайти ефективніші способи лікування таких захворювань, як хвороби Альцгеймера та Паркінсона.
«Це може змінити наш погляд на біологію стовбурових клітин, нейронауку та патогенез багатьох неврологічних і психіатричних розладів», – коментує результати дослідження його керівник, нейробіолог Су-Чун Чжан.
Для того, щоб створити мозкову тканину на 3D-принтері, вчені виготовили каркаси з мʼякого гелю, а потім висівали на них живі нейрони, вирощені з індукованих плюрипотентних стовбурових клітин. Це не типовий 3D-біодрук, за якого живі клітини осаджують разом із біочорнилом.
Перші спроби виявилися невдалими – вчені використовували більш жорсткий гель, який не піддається біологічному розкладанню. Через це нервові клітини не розподілялися рівномірно та утворювали великі й товсті агрегати або кластери клітин.
Вчені досягли успіху, спробувавши замість звичайного вертикального шарування біоматеріалу укладати шари горизонтально. Вони помістили нейрони, вирощені з індукованих плюрипотентних стовбурових клітин, у більш мʼякий гель, аніж той, що використовували для попередніх спроб.
«Тканина досі має достатньо щільну структуру, щоб триматися разом. При цьому вона доволі мʼяка, що дозволяє нейронам спілкуватися один з одним і формувати звʼязки», – каже Чжан.
Нейробіолог і його команда вважають, що багато лабораторій зможуть використовувати їхній новий метод, оскільки він не потребує спеціального обладнання для біодруку.
За словами одного з науковців, тканина залишається відносно тонкою, що дозволяє нейронам отримувати достатньо кисню й поживних речовин із середовища росту.
Надруковані тканини за аналогією з людськими можуть утворювати мережі, схожі на мозкові, всередині та поміж шарами всього за кілька тижнів. Нейрони спілкуються, надсилають сигнали, використовують нейромедіатори й навіть утворюють мережі з додатковими опорними клітинами.
«Ми надрукували кору головного мозку і смугасте тіло. Те, що ми виявили, було досить вражаючим: різні клітини, що належать до різних частин мозку, досі могли розмовляти одна з одною дуже особливим і специфічним способом», – каже Чжан.
Зазначається, що роздруковану мозкову тканину можна використовувати для вивчення сигналів між нейронами за наявності синдрому Дауна, взаємодії між здоровою тканиною та сусідньою, ураженою хворобою Альцгеймера, тестування нових препаратів або навіть спостереження за ростом мозку.
Раніше ProIT повідомляв, що Samsung розробляє монітор для вимірювання рівня цукру в крові, який не пошкоджує шкіру.
Читайте також на ProIT: Штучне довголіття. Хто такі біохакери та як виглядає мода на Anti-age у Кремнієвій долині.
Підписуйтеся на ProIT у Telegram, щоб не пропустити жодної публікації!
