Vedci vyvinuli platformu 3D biotlače, ktorá sa skladá funkčne človek nervových tkanív. Progenitorové bunky v tlačených tkanivách rastú a vytvárajú nervové obvody a vytvárajú funkčné spojenia s inými neurónmi, čím napodobňujú prirodzené mozog tkanív. Ide o významný pokrok v inžinierstve nervových tkanív a v technológii 3D biotlače. Takéto biotlačené nervové tkanivá sa môžu použiť pri modelovaní človek choroby (ako je Alzheimerova choroba, Parkinsonova choroba atď.) spôsobené poruchou neurónových sietí. Akékoľvek vyšetrenie ochorenia mozgu si vyžaduje pochopenie toho, ako človek fungujú neurónové siete.
3D biotlač je aditívny proces, pri ktorom sa vhodný prírodný alebo syntetický biomateriál (bioatrament) zmieša so živými bunkami a vytlačí sa vrstva po vrstve v prirodzených tkanivových trojrozmerných štruktúrach. Bunky rastú v bioatramente a štruktúry sa vyvíjajú tak, aby napodobňovali prirodzené tkanivo alebo orgán. Táto technológia našla uplatnenie v regeneratívnu liek na biotlač buniek, tkanív a orgánov a vo výskume ako model na štúdium človek telo in vitro, obzvlášť človek nervový systém.
Štúdia o človek nervový systém čelí obmedzeniam v dôsledku nedostupnosti primárnych vzoriek. Zvieracie modely sú užitočné, ale trpia druhovo špecifickými rozdielmi, a preto je nevyhnutné in vitro modely človek nervového systému, aby sme zistili, ako človek neurónové siete fungujú s cieľom nájsť liečbu chorôb pripisovaných narušeniu neurónových sietí.
Človek nervové tkanivá boli v minulosti tlačené 3D pomocou kmeňových buniek, ktorým však chýbala tvorba neurónovej siete. Vytlačené tkanivo nepreukázalo, že by vytvorilo spojenie medzi bunkami z niekoľkých dôvodov. Tieto nedostatky sú teraz prekonané.
V nedávnej štúdii Výskumníci zvolili fibrínový hydrogél (pozostávajúci z fibrinogénu a trombínu) ako základný bioatrament a plánovali vytlačiť vrstvenú štruktúru, v ktorej by progenitorové bunky mohli rásť a vytvárať synapsie vo vrstvách a medzi nimi, ale zmenili spôsob, akým sú vrstvy počas tlače naskladané. Namiesto tradičného spôsobu ukladania vrstiev vertikálne, zvolili tlač vrstiev vedľa druhej horizontálne. Zrejme to spôsobilo rozdiel. Zistilo sa, že ich platforma 3D biotlače je funkčná človek nervové tkanivo. Zlepšenie oproti iným existujúcim platformám, človek nervové tkanivo vytlačené touto platformou vytvorilo neurónové siete a funkčné spojenia s inými neurónmi a gliovými bunkami vo vrstvách a medzi nimi. Toto je prvý takýto prípad a je to významný krok vpred v inžinierstve nervových tkanív. Laboratórna syntéza nervového tkaniva, ktorá funkčne napodobňuje mozog, znie vzrušujúco. Tento pokrok určite pomôže výskumníkom v modelovaní človek choroby mozgu spôsobené poruchou neurónovej siete, aby sme lepšie pochopili mechanizmus hľadania možnej liečby.
***
Referencie:
- Cadena M., et al 2020. 3D biotlač nervových tkanív. Advanced Healthcare Materials Volume 10, Issue 15 2001600. DOI: https://doi.org/10.1002/adhm.202001600
- Yan Y., et al 2024. 3D biotlač z človek nervové tkanivá s funkčnou konektivitou. Technológia bunkových kmeňových buniek| Zväzok 31, vydanie 2, P260-274.E7, 01. februára 2024. DOI: https://doi.org/10.1016/j.stem.2023.12.009
***
 caused due to impairment of neural networks. Any investigation of disease of brain requires understanding how the human neural networks operate.){kind=link}