Istraživači su prvi put 3D isprintali funkcionalno tkivo ljudskog mozga koje može rasti.

Može rasti

Tim naučnika s američkog Univerziteta Wisconsin–Madison (UW-Madison) razvio je prvo 3D štampano tkivo ljudskog mozga koje može rasti i funkcionirati kao tipično moždano tkivo.

To je postignuće s važnim implikacijama za naučnike koji proučavaju mozak i rade na liječenju širokog spektra neuroloških i neurorazvojnih poremećaja, poput Alzheimerove i Parkinsonove bolesti.

- Ovo bi mogao biti iznimno moćan model koji bi nam pomogao razumjeti kako moždane stanice i dijelovi mozga komuniciraju kod ljudi", kaže Su-Čun Zang, profesor neuronauke i neurologije u Waisman centru UW–Madison.

To bi moglo promijeniti način na koji gledamo na biologiju matičnih stanica, neuronauku i patogenezu mnogih neuroloških i psihijatrijskih poremećaja.

Metode ispisa ograničile su uspjeh prethodnih pokušaja ispisa moždanog tkiva, tvrde Zang i Juanvei Jan, naučnica u Zangovom laboratoriju koja je glavna autorica nove studije.

Nuroni ''razgovaraju''

Umjesto korištenja tradicionalnog pristupa 3D ispisu, okomitog slaganja slojeva, istraživači su krenuli vodoravno. Smjestili su moždane stanice, neurone uzgojene iz induciranih pluripotentnih matičnih stanica, u mekši gel "bio-tinte" nego što je korišteno u prethodnim pokušajima.

- Tkivo još ima dovoljno strukture da se drži zajedno, ali je dovoljno mekano da omogući neuronima da prerastu jedni u druge i počnu međusobno ''razgovarati'' - kaže Zang.

Štampane stanice prodiru kroz medij i tvore veze unutar svakog štampanog sloja kao i preko slojeva, tvoreći mreže uporedive s 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 (dio baznih moždanih ganglija) i ono što smo pronašli bilo je prilično upečatljivo - kaže Zang.

- Čak i kada smo ispisali različite stanice koje pripadaju različitim dijelovima mozga, one su još 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 susjednog tkiva zahvaćenog Alzheimerovom bolešću, testiranje novih kandidata za lijekove ili čak promatranje rasta mozga.

Nova tehnika štampe također bi trebala biti dostupna mnogim laboratorijima. Ne zahtijeva 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 željeli istražiti potencijal daljnjim poboljšanjem svoje bio-tinte i usavršavanjem opreme kako bi se omogućila specifična usmjerenja stanica unutar štampanog tkiva.

Stoni kompjuter

- Trenutno je naš pisač komercijaliziran za stoni kompjuter - kaže Jan.

- Možemo napraviti neka specijalizirana poboljšanja koja će nam pomoći da ispišemo određene vrste moždanog tkiva na zahtjev, piše vidi.hr.