Istraživači su prvi put 3D isprintali funkcionalno tkivo ljudskog mozga koje može rasti.
Može rasti
Tim naučnika sa Univerziteta Wisconsin–Madison (UW-Madison) razvio je prvo 3D štampano tkivo ljudskog mozga koje može rasti i funkcionisati kao tipično moždano tkivo.
Ovo postignuće ima važne implikacije za naučnike koji proučavaju mozak i rade na lečenju različitih neuroloških i neurorazvojnih poremećaja, uključujući Alzheimerovu i Parkinsonovu bolest.
„Ovo bi mogao biti moćan model koji bi nam pomogao da razumemo kako moždane stanice i delovi mozga komuniciraju kod ljudi“, izjavio je Su-Čun Zang, profesor neuronauke i neurologije u Waisman centru na Univerzitetu Wisconsin–Madison.
To bi moglo promeniti način na koji posmatramo biologiju matičnih ćelija, neuronauku i patogenezu mnogih neuroloških i psihijatrijskih poremećaja.
Metode štampe su ograničile uspeh prethodnih pokušaja štampe moždanog tkiva, tvrde Zang i Juanvei Jan, naučnica u Zangovom laboratoriju koja je glavna autorka nove studije.
Neuroni razgovaraju
Umesto korišćenja tradicionalnog pristupa 3D štampanju, vertikalnog slaganja slojeva, istraživači su se odlučili za horizontalni pristup. Stavili su moždane ćelije, neurone uzgajane iz indukovanih pluripotentnih matičnih ćelija, u mekši gel „bio-tinte“ nego što je korišćeno u prethodnim pokušajima.
Tkivo još uvek zadržava dovoljno strukture da se održi zajedno, ali je dovoljno mekano da omogući neuronima da rastu jedni prema drugima i počnu međusobno “komunicirati“ – rekao je Zang.
Štampane stanice prodiru kroz medij i formiraju veze unutar svakog štampanog sloja, kao i preko slojeva, stvarajući mreže slične ljudskim mozgovima. Neuroni komuniciraju, šalju signale, međusobno djeluju putem neurotransmitera, pa čak i formiraju pravilne mreže s potpornim stanicama koje su dodane štampanom tkivu.
– Ispisali smo moždanu koru i strijatum (deo baznih moždanih ganglija) i ono što smo pronašli bilo je prilično upečatljivo – kaže Zang.
Čak i kada smo ispisali različite stanice koje pripadaju različitim delovima mozga, one su još uvek mogle međusobno razgovarati na vrlo poseban i specifičan način.
Tehnika ispisa nudi preciznost i kontrolu nad vrstama stanica, što nije pronađeno u moždanim organoidima, minijaturnim organima koji se koriste za proučavanje mozga. Organoidi rastu s manje organizacije i kontrole.
Štampano tkivo mozga moglo bi se koristiti za proučavanje signalizacije između stanica s Downovim sindromom, interakcije između zdravog tkiva i susednog tkiva zahvaćenog Alzheimerovom bolešću, testiranje novih kandidata za lekove ili čak promatranje rasta mozga.
Nova tehnika štampe takođe bi trebala biti dostupna mnogim laboratorijama. Ne zahteva posebnu opremu za bioispis ili metode uzgoja kako bi se tkivo održalo zdravim, a može se dubinski proučavati mikroskopima, standardnim tehnikama snimanja i elektrodama koje su već uobičajene.
Istraživači bi želeli istražiti potencijal daljnjim poboljšanjem svoje bio-tinte i usavršavanjem opreme kako bi omogućili specifična usmerenja stanica unutar štampanog tkiva.
Stoni kompjuter
Trenutno je naš pisač komercijalizovan za stoni kompjuter – kaže Jan.
- Možemo napraviti određena specijalizovana poboljšanja koja će nam pomoći da ispišemo određene vrste moždanog tkiva po zahtevu.
