Teadlased on välja töötanud 3D-bioprintimise platvormi, mis koondab funktsionaalseks inim- närvikuded. Trükitud kudedes olevad eellasrakud kasvavad, moodustades närviahelaid ja loovad funktsionaalseid ühendusi teiste neuronitega, jäljendades seega loomulikke aju koed. See on märkimisväärne edasiminek närvikoetehnoloogias ja 3D-bioprintimise tehnoloogias. Selliseid bioprinditud närvikudesid saab kasutada modelleerimisel inim- närvivõrkude kahjustusest põhjustatud haigused (nagu Alzheimer, Parkinson jne). Mis tahes ajuhaiguse uurimine nõuab arusaamist, kuidas inim- toimivad närvivõrgud.
3D bioprintimine on aditiivne protsess, kus sobiv looduslik või sünteetiline biomaterjal (biotint) segatakse elusrakkudega ja trükitakse kiht-kihilt looduslikesse koelaadsetesse kolmemõõtmelistesse struktuuridesse. Rakud kasvavad biotindis ja struktuurid arenevad jäljendama looduslikku kude või elundit. See tehnoloogia on leidnud rakendusi regeneratiivse ravim rakkude, kudede ja elundite bioprintimiseks ning uurimistöös kui uurimismudeliks inim- keha vitro, eriti inim- närvisüsteem.
Uuring inim- närvisüsteem seisab silmitsi piirangutega esmaste proovide kättesaamatuse tõttu. Loomamudelid on abiks, kuid neil on liigispetsiifilised erinevused, mistõttu on see hädavajalik vitro mudelid inim- närvisüsteemi, et uurida, kuidas inim- närvivõrgud töötavad närvivõrkude kahjustusest tingitud haiguste ravi leidmisel.
Inimene närvikudesid on varem 3D-trükitud tüvirakkude abil, kuid neil puudus närvivõrgu moodustumine. Trükitud kude ei olnud mitmel põhjusel rakkude vahel ühendusi moodustanud. Need puudused on nüüdseks ületatud.
Hiljutises uuringus Teadlased valis põhiliseks biotindiks fibriinhüdrogeeli (mis koosneb fibrinogeenist ja trombiinist) ning plaanis printida kihilise struktuuri, milles eellasrakud saaksid kasvada ja moodustada sünapse kihtide sees ja kihtide vahel, kuid need muutsid printimise ajal kihtide virnastamise viisi. Traditsioonilise kihtide vertikaalse virnastamise asemel valisid nad kihtide printimise horisontaalselt kõrvuti. Ilmselt see muutis. Nende 3D-bioprintimise platvorm leiti olevat funktsionaalne inim- närvikude. Täiendus võrreldes teiste olemasolevate platvormidega, inim- Selle platvormi poolt trükitud närvikude moodustas närvivõrgustikud ja funktsionaalsed ühendused teiste neuronite ja gliiarakkudega kihtides ja kihtide vahel. See on esimene selline juhtum ja see on märkimisväärne samm edasi närvikoetehnoloogias. Aju funktsiooni jäljendava närvikoe laboratoorne süntees kõlab põnevalt. Need edusammud aitavad teadlasi kindlasti modelleerimisel inim- ajuhaigused, mis on põhjustatud närvivõrgu kahjustusest, 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
***
