Vědci pomocí 3D tisku vytvořili umělou mozkovou kůru. Ta už se úspěšně spojila s myším mozkem
Vědci vyrobili pomocí 3D tisku lidských kmenových buněk umělou tkáň představující zjednodušenou mozkovou kůru. Po implantaci do plátků myšího mozku se tyto struktury integrovaly do hostitelské tkáně. Průlomová technika vyvinutá výzkumníky z Oxfordské univerzity by jednoho dne mohla umožnit opravy na míru pro osoby, které utrpěly poranění mozku, uvádí Science Daily.
Vědci poprvé prokázali, že nervové buňky lze vytisknout 3D tiskem tak, aby napodobovaly architekturu mozkové kůry
Poranění mozku, včetně těch, která jsou způsobena úrazy, mrtvicemi a operacemi mozkových nádorů, mají obvykle za následek značné poškození mozkové kůry (vnější vrstvy lidského mozku), což vede k potížím s poznáváním, pohybem a komunikací. Například každý rok utrpí traumatické poškození mozku (TBI) přibližně 70 milionů lidí na celém světě, přičemž 5 milionů z těchto případů je závažných nebo smrtelných. V současné době neexistuje účinná léčba těžkých poranění mozku, což vede k vážným dopadům na kvalitu života.
Slibnou cestou k léčbě poranění mozku by v budoucnu mohly být tkáňové regenerační terapie, zejména ty, při nichž jsou pacientům podávány implantáty získané z jejich vlastních kmenových buněk. Doposud však neexistovala metoda, která by zajistila, že implantované kmenové buňky budou napodobovat architekturu mozku.
V této nové studii vědci z Oxfordské univerzity vyrobili dvouvrstvou mozkovou tkáň pomocí 3D tisku lidských nervových kmenových buněk. Po implantaci do plátků myšího mozku buňky prokázaly přesvědčivou strukturální a funkční integraci s hostitelskou tkání.
Průlom ve zdravotnictví
„Tento pokrok představuje významný krok směrem k výrobě materiálů s plnou strukturou a funkcí přirozené mozkové tkáně. Práce poskytne jedinečnou příležitost prozkoumat fungování lidské mozkové kůry a v dlouhodobém horizontu nabídne naději jedincům, kteří utrpěli poranění mozku,“ uvádí hlavní autor doktor Yongcheng Jin.
Struktura byla vyrobena z lidských indukovaných pluripotentních kmenových buněk (hiPSC), které mají potenciál produkovat typy buněk, jež se nacházejí ve většině lidských tkání. Hlavní výhodou použití hiPSC pro opravu tkání je, že je lze snadno získat z buněk odebraných samotným pacientům, a proto by nevyvolaly imunitní reakci.
Když byly vytištěné tkáně implantovány do plátků myšího mozku, vykazovaly silnou integraci. Implantované buňky rovněž vykazovaly signální aktivitu, která korelovala s aktivitou hostitelských buněk. To naznačuje, že lidské a myší buňky spolu komunikovaly.
Výzkumníci nyní hodlají dále zdokonalit techniku tisku, aby mohli vytvářet komplexní vícevrstvé tkáně mozkové kůry, které by realističtěji napodobovaly architekturu lidského mozku. Kromě jejich potenciálu pro opravu poranění mozku by tyto uměle vytvořené tkáně mohly být využity při hodnocení léků, studiu vývoje mozku a ke zlepšení našeho chápání základů poznávání.
Nový pokrok navazuje na desetileté výsledky týmu v oblasti vynalézání a patentování technologií 3D tisku syntetických tkání a kultivovaných buněk.
zdroj: Science Daily, studie