Létrehozták az első 3D-nyomtatott agyszövetet, ami úgy viselkedik, mint az igazi

A Wisconsin-Madison Egyetem kutatócsoportja kifejlesztette a világ első olyan 3D-nyomtatott agyszövetét, ami képes úgy viselkedni, mint az igazi, írja a Science Daily. Ez fontos következményekkel jár az agykutatók számára, akik olyan neurológiai és idegrendszeri fejlődési rendellenességeket is tudnak rajta tanulmányozni, mint például az Alzheimer-kór vagy a Parkinson kór.

„Ez egy rendkívül hatékony modell lehet, amely segít megérteni, hogyan kommunikálnak az agysejtek és az agy egyes részei” – mondta Su-Chun Zhang, az egyetem idegtudományi és neurológiai professzora. „Megváltoztathatja azt, ahogyan az őssejtbiológiát, az idegtudományt, valamint számos neurológiai és pszichiátriai rendellenesség patogenezisét látjuk.”

Az áttörés titka egy új nyomtatási módszerben rejlik, amelyet a szakértők a Cell Stem Cell folyóiratban ismertettek. A hagyományos 3D-nyomtatási megközelítéstől eltérően a különböző rétegeket nem függőlegesen helyezték egymásra, hanem vízszintesen haladtak. A növesztett agysejteket pedig egy korábban is alkalmazott „biotinta-gélben” helyezték el.

„A szövetnek még elég szerkezete van ahhoz, hogy egyben maradjon, de elég puha, hogy a neuronok növekedjenek és összeérjenek, és kommunikálni kezdjenek egymással” – mondta a szakértő. Azzal szemléltette a módszert, hogy a sejteket úgy helyezték egymás mellé, ahogyan egy asztallapon a ceruzákat tennék. „A szövetünk viszonylag vékony marad, és ez megkönnyíti az idegsejtek számára, hogy elegendő oxigént és tápanyagot vegyenek fel a növekedési tápközegből.”

A nyomtatott sejtek a közegen keresztül elérik az egyes nyomtatott rétegeken belüli, valamint a rétegek közötti kapcsolatokat, és az emberi agyhoz hasonló hálózatokat alkotnak. A neuronok kommunikálnak, jeleket küldenek, neurotranszmittereken keresztül kölcsönhatásba lépnek egymással, és még megfelelő hálózatokat is alkotnak a nyomtatott szövethez hozzáadott támogató sejtekkel.

A nyomtatási technika pontosságot kínál – a sejtek típusának és elrendezésének szabályozását –, amely nem található meg az agyi organoidokban, az agy tanulmányozására használt miniatűr szervekben.

A módszer nagy előnye, hogy részletesen lehet vele tanulmányozni az idegsejtek kommunikációját, mert a laboratóriumban a kutatók pontosan azt tudják kinyomtatni, amire szükségük van. Ez a specifikusság rugalmasságot is biztosít: a nyomtatott agyszövet felhasználható a Down-szindrómás sejtek közötti jelátvitel, az egészséges szövetek és az Alzheimer-kór által érintett szomszédos szövetek közötti kölcsönhatások tanulmányozására, új gyógyszerjelöltek tesztelésére, vagy akár az agy növekedésének megfigyelésére.