Hatalmas áttörés: először nyomtattak működő emberi agyszövetet
Az új tanulmány szerzői szerint a nyomtatott szövet úgy nő és működik, mint a normális emberi agyban.
A tudósok most először hoztak létre funkcionális emberi agyszövetet 3D nyomtató segítségével
A szövetet 0,02 centiméternél vastagabbra nyomtatták, valamint idegsejteket és támasztósejteket, úgynevezett gliát is tartalmaznak. Mindezek a sejtek képesek egymással kommunikálni, és hálózatokat alkotni, akárcsak egy valódi emberi agyban.
A szövetet egy „biológiai nyomtató” segítségével hozták létre, amely vízszintes rétegekben keverte ki az őssejttel teli gélt. Az őssejteket ezután agysejtekké alakították olyan vegyi anyagokkal, amelyek serkentik ezt a fejlődést. A szövetrétegeket óvatosan egymás után egymásra raktuk egy laboratóriumi tányéron, hogy teljes szövetmodellt kapjunk.
A nyomtatott szövetek mögött álló kutatók a Cell Stem Cell című folyóiratban megjelent tanulmányban ismertették eredményüket. Remélik, hogy ez kiegészíti majd az emberi agy más modelljeit – az ilyen, tényleges emberi sejtekből készült modellek pontosabban reprezentálják az emberi agy bonyolult és egyedi jellemzőit, mint a hagyományos állatmodellek. Ide tartoznak az úgynevezett "agy a chipen technológiák", amelyek hitelkártya méretű eszközökön imitálják az agyszövetet, és az agyi organoidok , amelyek az agy miniatűr, leegyszerűsített modelljei, amelyek maguktól összeállnak az edényekben.
Hogyan kell életre a szövet?
Az organoidokkal ellentétben azonban a nyomtatási technika nagyobb ellenőrzést ad a tudósoknak afelől, hogy mely sejtek hova kerülnek a végső szövetben. A nyomtatott szöveten belüli idegek két-öt héten belül kapcsolatot alakítanak ki egymással – ez a folyamat az organoidokban több hónapig is eltarthat. - írja a livescience.
"Ennek a sebességnek köszönhetően a 3D-nyomtatott agyszövet különböző változatai is sokkal könnyebben elkészíthetők, mint az organoidok" – mondta Zhang.
"Ez a technológia ezért különösen hasznos lehet az agyműködést befolyásoló betegségek, például a neurodegeneratív és pszichiátriai rendellenességek új gyógyszerjelöltjeinek tesztelésében" – tette hozzá.
Ennek az az oka, hogy a különböző nyomtatott modelleket úgy lehet kialakítani, hogy az egyes rendellenességek jellemzőit megjelenítsék.
A tudósok már korábban is próbálkoztak emberi agyszövet nyomtatásával. A végtermékben lévő neuronok és glia azonban nem tudtak megfelelő működő kapcsolatot kialakítani egymással - írják a szerzők a cikkben.
Az új nyomtatási megközelítés lehetővé tette a hálózatok kialakulását, mert olyan gélt használtak, amely elég puha volt ahhoz, hogy megkönnyítse ezt a folyamatot, lehetővé téve a sejtek számára, hogy kinyúljanak és összekapcsolódjanak. Ráadásul a gélnek megvan a szükséges erőssége ahhoz, hogy továbbra is összetartsa az agyszövet rétegeit.
Ellentétben a hagyományos 3D-nyomtatási megközelítésekkel, amelyek függőlegesen rakják egymásra az anyagok rétegeit, a szerzők vízszintesen rakták egymásra a gélt. Ez lehetővé tette a rétegek vékonyabbá válását, és így a bennük lévő sejtek a lehető legtöbb oxigénnek és tápanyagnak voltak kitéve.
A nyomtatott őssejtek teljes értékű neuronokká és gliasejtekké fejlődtek, amelyek az emberi agyban található hálózatokhoz hasonló hálózatokat alkottak, sőt kémiai hírvivőkön, úgynevezett neurotranszmittereken keresztül kommunikáltak egymással. Általában az agy különböző részeihez tartozó nyomtatott sejtek - például a külső réteg vagy a kéreg, valamint a döntéshozatalban részt vevő striatum - szintén kapcsolatot alakítottak ki egymással.
Az új modellnek még mindig vannak hibái
Például a gél lágysága azt jelenti, hogy nem tud egyszerre több réteget nyomtatni, mert összeesnének, ha a gél nem kötődik meg. Ez lelassítja a nyomtatási folyamatot. Az egyes rétegek vastagsága is korlátozott a bennük lévő sejtek tápanyagigénye miatt, ami következésképpen korlátozza a szövet teljes méretét.
Kövesse az Egészségkalauz cikkeit a Google Hírek-ben, a Facebook-on, az Instagramon vagy a Twitter-en is!
A demencia egyik első jele lehet, ha séta közben nem gördülékeny a beszéd
