Исследователи из Университета Тафтса использовали строительные леса, чтобы стимулировать развитие трехмерной мозговой ткани, которую можно использовать для изучения травм головного мозга и генетических нарушений. И, в конечном счете, это может оказать большое влияние на 3D-биопечать.
Ткань мозга - это тип органического вещества, который труднее всего создать в лабораторных условиях, обычно он сохраняется менее суток до смерти; однако новая биоинженерная мозговая ткань, созданная исследователями из Тафтса, оставалась жизнеспособной в течение нескольких недель и развивает сложную нейронную активность, которая имитирует живую мозговую ткань. Она даже организовала себя в мозгоподобные структуры и создала отчетливое серое и белое мозговое вещество, как подробно описано в их отчете «Биоинженерная функциональная мозгоподобная корковая ткань», опубликованном в Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).
В предыдущих попытках создать мозговое вещество, выращенное в лаборатории, гидрогель использовался для стимулирования роста ткани, но он был ограничен по размеру и создавал только двумерные структуры. Чтобы стимулировать трехмерный рост, команда Тафтса использовала коллагеновый гель и биоинженерный протеин шелка для создания пористой каркасной структуры. Это позволило материалу белых клеток мозга полностью развиться и создало четкое различие между белым и серым веществом мозга, включая отправку электрических импульсов друг другу.
При внимательном рассмотрении трехмерное вещество мозга показало те же виды электрической активности, что и полностью функциональный мозг. Это позволило исследователям провести несколько экспериментов, направленных на изучение того, как мозг реагирует на различные виды наркотиков. Они также вызывали повреждение тканей, имитируя черепно-мозговую травму. В целом эти эксперименты были предназначены для сравнения их результатов с аналогичными экспериментами, проведенными с мозгом животных. Первые результаты показали многообещающее сходство между обоими экспериментами, а это означает, что их биоинженерная ткань может создать жизнеспособную альтернативу использованию животных в такого рода тестах.
С созданным в лаборатории мозговым веществом, столь сложным и жизнеспособным в течение такого длительного периода времени, исследователи могут проследить реакцию ткани на первоначальное повреждение с течением времени, а также то, как вещество начинает разрушаться. восстанавливать и восстанавливать себя после травм. Это могло бы значительно увеличить количество информации, которую мы можем узнать о реакции мозга после получения повреждения, и, надеюсь, привести к новым достижениям в лечении черепно-мозговой травмы.
В то же время это исследование может иметь существенное значение для области 3D-биопечати. Хотя это и не использовалось специально в данном случае, практика создания трехмерного каркаса привела к созданию более жизнеспособной ткани, и это та самая причина, по которой такие компании, как Organovo, в первую очередь занялись биопечатью. Вполне возможно, что с помощью биопечати исследователи смогут создать структуру, точно смоделированную по реальным областям мозга.3D-печать также позволит какой-нибудь предприимчивой компании быстрее создавать анализы мозговой ткани для целей тестирования лекарств, как Organovo надеется сделать со своими клетками печени. И, само собой разумеется, это исследование является еще одной частью окончательной головоломки, полной печати органов.