Vědci vyvinuli platformu pro 3D biotisk, která se skládá z funkčních člověk nervových tkání. Progenitorové buňky v tištěných tkáních rostou a vytvářejí nervové obvody a vytvářejí funkční spojení s jinými neurony, čímž napodobují přirozené mozek papírové kapesníky. Jde o významný pokrok v inženýrství nervových tkání a v technologii 3D biotisku. Takto biotištěné nervové tkáně lze použít při modelování člověk onemocnění (jako je Alzheimerova choroba, Parkinsonova choroba atd.) způsobené poškozením neuronových sítí. Jakékoli vyšetřování onemocnění mozku vyžaduje pochopení toho, jak člověk fungují neuronové sítě.
3D biotisk je aditivní proces, při kterém se vhodný přírodní nebo syntetický biomateriál (bioinkoust) smíchá s živými buňkami a potiskne se vrstva po vrstvě v přirozených tkáňových trojrozměrných strukturách. Buňky rostou v bioinkoustu a vyvíjejí se struktury tak, aby napodobovaly přirozenou tkáň nebo orgán. Tato technologie našla uplatnění v regenerativní medicína pro biotisk buněk, tkání a orgánů a ve výzkumu jako model ke studiu člověk tělo in vitrozejména člověk nervový systém.
Studie člověk nervový systém čelí omezením kvůli nedostupnosti primárních vzorků. Zvířecí modely jsou užitečné, ale trpí druhově specifickými rozdíly, a proto je nutné in vitro modely člověk nervový systém, aby se zjistilo, jak člověk neuronové sítě fungují za účelem nalezení léčby nemocí připisovaných poškození neuronových sítí.
Člověk nervové tkáně byly v minulosti vytištěny 3D pomocí kmenových buněk, avšak tyto postrádaly tvorbu neuronové sítě. Vytištěná tkáň neprokázala, že by vytvořila spojení mezi buňkami z několika důvodů. Tyto nedostatky jsou nyní překonány.
V nedávné studii Výzkumníci zvolili jako základní bioinkoust fibrinový hydrogel (skládající se z fibrinogenu a trombinu) a plánovali tisknout vrstvenou strukturu, ve které by progenitorové buňky mohly růst a tvořit synapse uvnitř a napříč vrstvami, ale změnily způsob, jakým jsou vrstvy během tisku naskládány. Místo tradičního způsobu skládání vrstev svisle se rozhodli tisknout vrstvy vedle druhé vodorovně. Zřejmě to způsobilo rozdíl. Bylo zjištěno, že jejich platforma pro 3D biotisk je funkční člověk nervové tkáně. Vylepšení oproti jiným existujícím platformám, člověk nervová tkáň vytištěná touto platformou tvořila neuronové sítě a funkční spojení s jinými neurony a gliovými buňkami uvnitř a mezi vrstvami. Toto je první takový případ a je to významný krok vpřed v inženýrství nervové tkáně. Laboratorní syntéza nervové tkáně, která svou funkcí napodobuje mozek, zní vzrušující. Tento pokrok jistě pomůže výzkumníkům v modelování člověk onemocnění mozku způsobená poruchou neuronové sítě, abychom lépe porozuměli mechanismu hledání možné léčby.
***
Reference:
- Cadena M., et al 2020. 3D bioprinting nervových tkání. Advanced Healthcare Materials Volume 10, Issue 15 2001600. DOI: https://doi.org/10.1002/adhm.202001600
- Yan Y., et al 2024. 3D biotisk z člověk nervové tkáně s funkční konektivitou. Technologie buněčných kmenových buněk| Svazek 31, vydání 2, P260-274.E7, 01. února 2024. DOI: https://doi.org/10.1016/j.stem.2023.12.009
***
