Araştırmacılar, gerçek insan beyin dokusuyla aynı şekilde gelişip bağlantılar oluşturabilen ilk işlevsel 3D baskılı beyin dokusunu yarattılar.
3D bioprinting of human neural tissues with functional connectivity
Wisconsin-Madison Üniversitesi’nden bir ekibin gerçekleştirdiği bu dikkate değer başarı, nörobilimcilere, beyin hücreleri ile insan beyninin diğer bölümleri arasındaki iletişimi incelemek için yeni bir araç sağlıyor ve potansiyel olarak gibi hastalıkları tedavi etmenin daha iyi yollarına yol açıyor.
Araştırmacılar, hayvan modellerinin beynin karmaşıklığını tam olarak taklit edemediğinden, sağlık ve hastalıkları incelemek amacıyla kullanılan insan beyni ağlarını anlamak için, yaşayan insan sinir dokularının güvenilir bir modeline ihtiyacımız olduğunu açıklıyor.
Ancak işlevsel insan beyin dokusunu basmak oldukça zor ve şu ana kadar 3D baskılı dokuların çoğunda hücreler arasında uygun bağlantı bulunmuyor. Nöronların doku yapısını sağlam tutarken olgunlaşabilmeleri gerekir ve dokunun düzgün çalışması için astrositler gibi destekleyici hücreler gereklidir.
Ekip, alışılagelmiş dikey katmanlama yerine, uyarılmış pluripotent kök hücrelerden türetilen nöronların, önceki yöntemlere göre daha yumuşak bir ‘biyo-mürekkep’ jeli içine yerleştirilen yatay katmanlarını kullandı.
Basılı doku hücreleri, sadece birkaç hafta içinde katmanların içinde ve arasında beyin benzeri ağlar oluşturabiliyor. Nöronlar iletişim kurar, sinyaller gönderir, nörotransmitterleri kullanır ve hatta eklenen destekleyici hücrelerle ağlar oluşturur.
Ekip aynı anda tek bir şeyi çalışmanın, önemli bileşenleri kaçırmak anlamına geldiğini, çünkü beynin ağlar halinde çalıştığını söylüyor. Beyin dokusunun bu şekilde basılması, hücre etkileşimlerinin daha net gözlemlenmesine olanak tanır.
Basılı beyin dokusunda çıkıntı yapan aksonların, kortikal nöronların aksonları striatuma yansıttığı insan beyni modelini yansıttığını buldular.
Bu 3D baskı yönteminin hassasiyeti, beyin organoitleri adı verilen, beyin araştırmaları için kullanılan laboratuvarda yetiştirilen minyatür organların aksine, hücre türleri ve düzenlemeleri üzerinde kontrole olanak tanır.
Ancak prototip, olgun nöronların yönünü kontrol edemiyor ve basılı doku, beyin organoidlerinde görülen doğal yapıya sahip değil. Ancak ekip, bunun beyni farklı koşullar altında incelemenin yararlı bir yolu olarak organoidleri tamamladığını söylüyor.
Ekip, yönlendirilebilir hücrelerle daha spesifik beyin dokuları yaratma sürecini geliştirmeyi umuyor.
UW–Madison researchers first to 3D-print functional human brain tissue
