Teadlased prindivad 3D funktsionaalset inimese ajukoe

02. veebruar 2024 (Nanowerki uudised) Wisconsini-Madisoni ülikooli teadlaste meeskond on välja töötanud esimese 3D-prinditud ajukoe, mis võib kasvada ja toimida nagu tüüpiline ajukude. See on saavutus, millel on oluline mõju teadlastele, kes uurivad aju ja töötavad mitmesuguste neuroloogiliste ja neuroarenguhäirete, nagu Alzheimeri ja Parkinsoni tõve ravimeetodite kallal. "See võib olla väga võimas mudel, mis aitab meil mõista, kuidas ajurakud ja ajuosad inimestega suhtlevad," ütleb UW-Madisoni Waismani keskuse neuroteaduse ja neuroloogia professor Su-Chun Zhang. "See võib muuta seda, kuidas me vaatleme tüvirakkude bioloogiat, neuroteadust ja paljude neuroloogiliste ja psühhiaatriliste häirete patogeneesi." Zhangi ja Zhangi labori teadlase Yuanwei Yani sõnul on printimismeetodid piiranud varasemate ajukoe printimise katsete edu. Uue 3D-printimise protsessi taga olev rühm kirjeldas oma meetodit ajakirjas Raku tüvirakk (Funktsionaalse ühenduvusega inimese närvikudede 3D-bioprintimine). Selle asemel, et kasutada traditsioonilist 3D-printimise lähenemisviisi, kihte vertikaalselt virnastada, läksid teadlased horisontaalselt. Nad paigutasid ajurakud, indutseeritud pluripotentsetest tüvirakkudest kasvatatud neuronid pehmemas "biotindi" geelis kui varasemad katsed. "Koel on endiselt piisavalt struktuuri, et koos hoida, kuid see on piisavalt pehme, et võimaldada neuronitel üksteiseks kasvada ja üksteisega rääkida, " ütleb Zhang. Lahtrid asetatakse üksteise kõrvale nagu pliiatsid lauaplaadile. "Meie kude jääb suhteliselt õhukeseks ja see muudab neuronite jaoks hõlpsaks kasvukeskkonnast piisavalt hapnikku ja toitaineid hankida, " ütleb Yan. Tulemused räägivad enda eest - see tähendab, et rakud saavad üksteisega rääkida. Trükitud rakud ulatuvad läbi kandja, et moodustada ühendusi nii iga prinditud kihi sees kui ka kihtide vahel, moodustades inimajuga võrreldavad võrgustikud. Neuronid suhtlevad, saadavad signaale, suhtlevad üksteisega neurotransmitterite kaudu ja moodustavad isegi korralikud võrgud tugirakkudega, mis lisati trükitud koele. "Trükkisime ajukoore ja juttkeha ning see, mida leidsime, oli üsna silmatorkav, " ütleb Zhang. "Isegi kui printisime erinevaid ajuosadesse kuuluvaid rakke, suutsid nad ikkagi üksteisega väga erilisel ja spetsiifilisel viisil rääkida." Trükitehnika pakub täpsust - kontrolli rakkude tüüpide ja paigutuse üle -, mida ei leidu aju organoidides, aju uurimiseks kasutatavates miniatuursetes elundites. Organoidid kasvavad väiksema organiseerituse ja kontrolliga. "Meie labor on väga eriline selle poolest, et suudame igal ajal toota peaaegu igat tüüpi neuroneid. Siis saame need kokku panna peaaegu igal ajal ja mis tahes viisil, mis meile meeldib, ”ütleb Zhang. "Kuna me saame kudesid printida disaini järgi, võib meil olla määratletud süsteem, mis võimaldab vaadata, kuidas meie inimese ajuvõrk toimib. Saame väga konkreetselt vaadata, kuidas närvirakud teatud tingimustel omavahel räägivad, sest saame printida täpselt seda, mida tahame. See spetsiifilisus annab paindlikkuse. Trükitud ajukudet saab kasutada Downi sündroomi rakkudevahelise signaaliülekande uurimiseks, tervete kudede ja Alzheimeri tõvest mõjutatud naaberkudede koostoimete uurimiseks, uute ravimikandidaatide testimiseks või isegi aju kasvu jälgimiseks. „Varem oleme sageli vaadanud ühte asja korraga, mis tähendab, et me jätame sageli mõne kriitilise komponendi vahele. Meie aju töötab võrkudes. Me tahame ajukudet sel viisil printida, sest rakud ei tööta iseenesest. Nad räägivad omavahel. Nii töötab meie aju ja selle tõeliseks mõistmiseks tuleb seda kõike koos uurida, ”ütleb Zhang. "Meie ajukudet saaks kasutada peaaegu kõigi peamiste aspektide uurimiseks sellest, millega paljud Waismani keskuse inimesed töötavad. Seda saab kasutada aju arengu, inimarengu, arengupuude, neurodegeneratiivsete häirete ja muu aluseks olevate molekulaarsete mehhanismide uurimiseks. Uus trükitehnika peaks olema kättesaadav ka paljudele laboritele. See ei vaja koe tervena hoidmiseks spetsiaalseid bioprintimisseadmeid ega kultiveerimismeetodeid ning seda saab põhjalikult uurida mikroskoopide, standardsete pildistamistehnikate ja valdkonnas juba levinud elektroodidega. Teadlased tahaksid siiski uurida spetsialiseerumise potentsiaali, täiustades veelgi oma biotinti ja täiustades seadmeid, et võimaldada rakkude spetsiifilist orientatsiooni nende trükitud koes. "Praegu on meie printer lauaarvutites," ütleb Yan.

• SEO-põhise sisu ja PR-levi. Võimenduge juba täna.
• PlatoData.Network Vertikaalne generatiivne Ai. Jõustage ennast. Juurdepääs siia.
• PlatoAiStream. Web3 luure. Täiustatud teadmised. Juurdepääs siia.
• PlatoESG. Süsinik, CleanTech, Energia, Keskkond päikeseenergia, Jäätmekäitluse. Juurdepääs siia.
• PlatoTervis. Biotehnoloogia ja kliiniliste uuringute luureandmed. Juurdepääs siia.
• Allikas: https://www.nanowerk.com/news2/gadget/newsid=64573.php