Prelom vo vede! Vedci vytlačili prvé 3D funkčné ľudské mozgové tkanivo. Funguje podobne ako to ľudské
Autori štúdie v práci opisujú, že neuróny v 3D vytlačenom tkanive komunikovali a vytvárali svoje vlastné siete.
Výskumníci z University of Wisconsin-Madison po prvýkrát pomocou 3D tlačiarne vytvorili mozgové tkanivo, ktoré dokáže rásť a fungovať ako bežné mozgové tkanivo.
Tento prelomový objav otvára dvere k výskumu mozgu a hľadaniu efektívnych liečebných metód na celý rad rôznych neurologických a neurodegeneratívnych ochorení ako napríklad Alzheimerovu chorobu alebo Parkinsonovu chorobu.
3D vytlačené mozgové tkanivo by sa mohlo stať mimoriadne silným modelom, ktorý by výskumníkom pomohol pochopiť, ako mozgové bunky a regióny v mozgu medzi sebou komunikujú. Zároveň by to mohlo zmeniť spôsob, akým sa pozeráme na biológiu kmeňových buniek, neurológiu a množstvo neurologických a psychiatrických porúch.
Vedci sa pokúsili vytlačiť mozgové tkanivo už v minulosti, no vtedajšie tlačiarenské metódy boli jednou z hlavných prekážok týchto výskumov. Tentokrát vedci neukladali vrstvy 3D tlačiarenského materiálu vertikálne ale horizontálne. Mozgové bunky výskumníci získali z pluripotentných kmeňových buniek, ktoré sa vedia špecializovať na akúkoľvek inú bunku v ľudskom tele. Mozgové bunky následne umiestnili do “bio-atramentu”.
“Vytvorené tkanivo má stále dostatok štruktúry na to, aby držalo pokope, no stále má dostatočnú mäkkosť na to, aby sa mohli neuróny prepájať a komunikovať medzi sebou,” tvrdí Su-Chun Zhang, vedúci laboratória stojaceho za objavom.
Výsledné tkanivo je relatívne tenké, čo dovoľuje neurónom získať dostatok kyslíku a živín z rastového média.
Neprehliadnite
“Výsledky hovoria za seba a to doslovne. Vytvorená mozgová štruktúra obsahuje neuróny, ktoré sa dokázali medzi sebou prepojiť a komunikovať, podobne ako komunikujú neuróny v pravom ľudskom mozgu. Zároveň vytvárajú siete, ktoré možno porovnať so sieťami v našom mozgu,” dodáva Zhang.
3D vytlačený mozog, ktorého neuróny medzi sebou komunikujú
Neuróny komunikujú, posielajú signály a interagujú medzi sebou cez neurotransmitery. Zároveň vytvárajú poriadne siete schopné podporovať bunky, ktoré vedci pridali do vytlačeného tkaniva. Vedci v rámci štúdie vytlačili mozgovú kôru a striatum, alebo ľudovo prúžkované teleso. Prekvapilo ich, čo objavili ďalej.
Keď vytlačili rôzne typy buniek patriace odlišným mozgovým regiónom, tieto bunky dokázali medzi sebou komunikovať špecifickým spôsobom.
Nová 3D tlačiarenská metóda ponúka vedcom oveľa lepšiu presnosť. Tí majú kontrolu nad typmi buniek a ich usporiadaní, čo sa líši od vytvárania takzvaných organoidov. Organoidy sú miniatúrne orgány, ktoré v tomto prípade umožňujú vedcom taktiež skúmať ľudský mozog. Organoidy ale rastú s menšou organizáciou.
Výhodou novej metódy je to, že si nevyžaduje špeciálne vybavenie alebo špecifické metódy udržiavania mozgového tkaniva v zdravom stave. Vedcom by však “vytlačené mozgy” umožnili skúmať rôzne neurologické poruchy naozaj revolučným spôsobom. Či už hovoríme o Downovom syndróme alebo Alzheimerovej chorobe, v minulosti výskumníci skúmali naraz len jednu vec. To podľa názoru autorov viedlo k prehliadnutiu dôležitých komponentov. Nové 3D vytlačené mozgy by vedcom umožnili študovať najzáhadnejší orgán ľudského tela ako celok.
Komentáre