Teadlased on välja töötanud 3D-bioprintimise platvormi, mis paneb kokku funktsionaalseid inimese närvikudesid. Prinditud kudedes olevad eellasrakud kasvavad, moodustades närviahelaid ja luues funktsionaalseid ühendusi teiste neuronitega, jäljendades seega loomulikke ajukudesid . See on märkimisväärne edasiminek närvikoe inseneriteaduses ja 3D-bioprintimise tehnoloogias. Selliseid bioprinditud närvikudesid saab kasutada närvivõrkude kahjustusest tingitud inimeste haiguste (nagu Alzheimeri tõbi, Parkinsoni tõbi jne) modelleerimiseks . Igasugune ajuhaiguste uurimine eeldab inimese närvivõrkude toimimise mõistmist.
3D-bioprintimine on lisandprotsess, kus sobiv looduslik või sünteetiline biomaterjal (biotint) segatakse elusrakkudega ja trükitakse kiht-kihilt looduslikeks koesarnasteks kolmemõõtmelisteks struktuurideks. Rakud kasvavad biotindis ja struktuurid arenevad, et jäljendada looduslikku kude või organit. See tehnoloogia on leidnud rakendusi regeneratiivses meditsiinis rakkude, kudede ja organite bioprintimiseks ning uuringutes inimkeha , eriti inimese närvisüsteemi , in vitro uurimiseks.
Inimese närvisüsteemi uurimine on piiratud primaarproovide puudumise tõttu. Loommudelid on abiks, kuid neil on liigispetsiifilisi erinevusi, mistõttu on inimese närvisüsteemi in vitro mudelid hädavajalikud, et uurida, kuidas inimese närvivõrgud toimivad, et leida ravi haigustele, mis on seotud närvivõrkude kahjustusega.
Inimese närvikudesid on varem tüvirakkude abil 3D-printitud, kuid neil puudus närvivõrgustiku moodustumine. Prinditud koel ei ole mitmel põhjusel täheldatud rakkudevaheliste ühenduste moodustumist. Need puudused on nüüdseks ületatud.
Hiljutises uuringus valisid teadlased põhiliseks biotindiks fibriin-hüdrogeeli (mis koosneb fibrinogeenist ja trombiinist) ning plaanisid printida kihilise struktuuri, milles eellasrakud saaksid kasvada ja moodustada sünapse kihtide sees ja üle kihtide, kuid nad muutsid kihtide virnastamise viisi printimise ajal. Traditsioonilise vertikaalse kihtide virnastamise asemel otsustasid nad printida kihid horisontaalselt üksteise kõrvale. Ilmselt see tegigi vahet. Nende 3D-bioprintimise platvorm näitas, et see suudab kokku panna funktsionaalset inimese närvikude. See on edasiminek võrreldes teiste olemasolevate platvormidega: selle platvormi abil trükitud inimese närvikude moodustas närvivõrke ja funktsionaalseid ühendusi teiste neuronite ja gliaalrakkudega kihtide sees ja vahel. See on esimene selline juhtum ja oluline samm edasi närvikoe inseneriteaduses. Närvikoe laboratoorne süntees, mis jäljendab aju funktsiooni, kõlab põnevalt. See edusamm aitab kindlasti teadlastel modelleerida närvivõrgu kahjustusest tingitud inimese ajuhaigusi, et paremini mõista võimaliku ravi leidmise mehhanismi.
***
viited:
- Cadena M., et al 2020. Neuraalkudede 3D-bioprintimine. Advanced Healthcare Materials, 10. köide, 15. väljaanne 2001600. DOI: https://doi.org/10.1002/adhm.202001600
- Yan Y., et al 2024. 3D bioprinting of inim- funktsionaalse ühendusega närvikuded. Raku tüvirakkude tehnoloogia| 31. köide, 2. väljaanne, P260-274.E7, 01. veebruar 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}