2 лютого, 2024
Вперше на 3D-принтері створено функціональну тканину людського мозку
Команда вчених Університету Вісконсину в Медісоні (США) створила першу тканину мозку, надруковану на 3D-принтері, яка може рости та функціонувати як справжня. Це досягнення має важливе значення для вчених, які вивчають мозок і працюють над лікуванням широкого спектра неврологічних розладів і розладів нервової системи, таких як хвороба Альцгеймера та Паркінсона. Це може бути надзвичайно потужною моделлю, яка допоможе зрозуміти, як усі клітини та частини мозку пов’язані між собою в людей. Винахід може змінити погляд на біологію стовбурових клітин, нейронауку та патогенез багатьох неврологічних і психіатричних розладів.
Замість використання традиційного підходу до 3D-друку, укладання шарів вертикально, дослідники виклали їх горизонтально. Вони помістили клітини мозку, нейрони, вирощені з індукованих плюрипотентних стовбурових клітин, у більш м’який, ніж у своїх попередніх спробах, біочорнильний гель. Тканина все ще має достатню структуру, щоби триматися, але вона досить м’яка, що дозволяє нейронам прорости один в одного й почати проводити імпульси. Утворена структура залишається відносно тонкою, і це полегшує отримання достатньої кількості кисню та поживних речовин із середовища росту.
Друковані клітини проходять через середовище, утворюючи зв’язки всередині кожного друкованого шару, а також між шарами, продукуючи цілі мережі, які можна порівняти з людським мозком. Нейрони спілкуються, надсилають сигнали, взаємодіють один з одним за допомогою нейромедіаторів і навіть утворюють правильні мережі з допоміжними клітинами, доданими до надрукованої тканини. Техніка друку забезпечує точність – контроль над типами та розташуванням клітин, – чого немає в органоїдах мозку, мініатюрних органах, які використовуються для його вивчення. Органоїди ростуть із меншою організованістю та контролем.
Роздруковану тканину мозку можна застосовувати для вивчення сигналів між клітинами при синдромі Дауна, взаємодії між здоровою тканиною та сусідньою, ураженою хворобою Альцгеймера, тестування нових препаратів-кандидатів або навіть спостереження за ростом мозку. Нова техніка друку також має бути доступною для багатьох лабораторій. Вона не потребує спеціального обладнання для біодруку чи методів культивування, щоби зберегти тканину здоровою, і готові структури можна глибоко вивчати за допомогою мікроскопів, стандартних методів візуалізації та електродів, які вже поширені в цій галузі.
Джерело: https://www.cell.com/cell-stem-cell/fulltext/S1934-5909(23)00439-3?_returnURL=https%3A%2F%2Flinkinghub.elsevier.com%2Fretrieve%2Fpii%2FS1934590923004393%3Fshowall%3Dtrue