Przejdź do treści
Czy mózg wydrukowany metodą 3D pomoże w naprawie fizycznych uszkodzeń tego organu?
facebook.com

„Naukowcy z Oksfordu opracowują metodę druku 3D, która może pomóc w naprawie uszkodzeń mózgu” – informuje pismo „Nature Communications”.

Uszkodzenia mózgu, spowodowane na przykład urazem, udarem lub będące skutkiem ubocznym operacyjnego usunięcia guza mózgu zwykle skutkują znacznym uszkodzeniem kory mózgowej (zewnętrznej warstwy mózgu). Prowadzi to do trudności w funkcjonowaniu poznawczym, poruszaniu się i komunikacji. Urazowe uszkodzenie mózgu (po angielsku: traumatic brain injury, TBI), zwane także urazem wewnątrzczaszkowym to uszkodzenie mózgu, do którego dochodzi na skutek działania zewnętrznej siły. Każdego roku TBI doznaje na świecie około 70 milionów ludzi, z czego 5 milionów to przypadki ciężkie lub śmiertelne. Jak dotąd nie ma skutecznych metod leczenia poważnych uszkodzeń mózgu znacznie obniżających jakość życia.

Terapie regenerujące tkanki, zwłaszcza te, w których pacjentom wszczepia się implanty pochodzące z ich własnych komórek macierzystych, mogą w przyszłości okazać się obiecującą metodą leczenia urazów mózgu. Jednak dotychczas nie opracowano metody gwarantującej, że wszczepione komórki macierzyste będą naśladowały architekturę mózgu.

Dzięki technice opracowanej przez naukowców z Oxford University być może w przyszłości uda się „naprawiać” mózgi osób po urazach. Brytyjscy naukowcy po raz pierwszy wykazali, że komórki nerwowe można wydrukować dwuwarstwowo za pomocą drukarki 3D, aby naśladować architekturę kory mózgowej. Strukturę korową utworzono z indukowanych ludzkich pluripotencjalnych komórek macierzystych (hiPSC), które mają potencjał do wytwarzania typów komórek występujących w większości tkanek ludzkich. Dużą zaletą stosowania hiPSC do naprawy tkanek jest to, że można je łatwo uzyskać z komórek pobranych od samych pacjentów, a zatem nie wywołałyby odpowiedzi immunologicznej.

Komórki hiPSC różnicowano w neuronalne komórki progenitorowe dla dwóch różnych warstw kory mózgowej, stosując specyficzne kombinacje czynników wzrostu i substancji chemicznych. Następnie komórki zostały zawieszone w roztworze w celu wytworzenia dwóch „biotuszy”, których użyto do druku - w celu uzyskania dwuwarstwowej struktury. Po wszczepieniu do skrawków mózgu myszy, drukowane fragmenty zintegrowały się strukturalnie i funkcjonalnie z tkanką gospodarza. Drukowane tkanki zachowywały w hodowli swoją warstwową architekturę przez całe tygodnie, na co wskazuje ekspresja biomarkerów specyficznych dla warstw. Komórki ludzkie i mysie komunikowały się ze sobą, wykazując integrację funkcjonalną i strukturalną. Zdaniem autorów technikę tę można będzie ostatecznie przekształcić w dostosowane do indywidualnych potrzeb metody leczenia urazów mózgu.

Ten postęp stanowi znaczący krok w kierunku wytworzenia materiałów o pełnej strukturze i funkcji naturalnych tkanek mózgowych. Prace zapewnią niepowtarzalną okazję do zbadania działania kory ludzkiej i w dłuższej perspektywie dadzą nadzieję osobom, które doznały urazów mózgu” - powiedział główny autor, dr Yongcheng Jin (Wydział Chemii, University of Oxford).

Naukowcy zamierzają teraz udoskonalić technikę druku kropelkowego, aby stworzyć złożone, wielowarstwowe tkanki kory mózgowej, które bardziej realistycznie naśladują architekturę ludzkiego mózgu. Oprócz ich potencjału w zakresie naprawy uszkodzeń mózgu, te zmodyfikowane tkanki mogą zostać wykorzystane w ocenie leków i badaniach rozwoju mózgu. Starszy autor, profesor Zoltán Molnár (Wydział Fizjologii, Anatomii i Genetyki) powiedział: „Rozwój ludzkiego mózgu to delikatny i wyrafinowany proces ze zdefiniowaną choreografią. Naiwnością byłoby sądzić, że możemy go w całości odtworzyć w laboratorium. Jednak nasz projekt dotyczący druku 3D wskazuje na znaczący postęp w kontrolowaniu losów i rozmieszczenia ludzkich iPSC w celu utworzenia podstawowych jednostek funkcjonalnych kory mózgowej".

Więcej w publikacji źródłowej https://www.nature.com/articles/s41467-023-41356-w

 

PAP

Wiadomości

Demonstracje na Kubie. Dramatyczne hasła protestujących

Kanada aresztuje Netanjahu. Trudeau jasno przeciw Izraelowi

Kobieta prokuratorem generalnym USA. Kartele mają problem

Nazwał decyzję MTK "antysemickim posunięciem"

Sejm debatował nad projektem w sprawie dodatkowego urlopu

Zełenski: Atak nową rakietą to eskalacja wojny. CO na to NATO?

Niemieckie SPD idzie w zaparte. Upadł Scholz! Niech żyje Scholz!

Zmiany w życiu potencjalnego kandyata PiS na Prezydenta RP

Czarnek: Hołownia szaleje, nie uznaje Sądu Najwyższego, który zatwierdził go jako posła na Sejm

Bronią swoich! Sejm odrzucił wniosek o uchylenie immunitetu Frysztakowi

Radni chcą skontrolować klub piłkarski WKS Śląsk Wrocław

Ostre słowa Kowalskiego: chce, żeby ten tchórz minister Kierwiński w końcu wyszedł!

Gwiazda NBA LeBron James zawiesza konta w mediach społecznościowych

Ponad 800 osób może zostać zwolnionych w Raciborzu. Rafako dziś podjęło decyzję!

Mocne. Gembicka zgłasza wniosek o przebadanie Kołodziejczaka na obecność substancji psychoaktywnych

Najnowsze

Demonstracje na Kubie. Dramatyczne hasła protestujących

Sejm debatował nad projektem w sprawie dodatkowego urlopu

Zełenski: Atak nową rakietą to eskalacja wojny. CO na to NATO?

Niemieckie SPD idzie w zaparte. Upadł Scholz! Niech żyje Scholz!

Zmiany w życiu potencjalnego kandyata PiS na Prezydenta RP

Kanada aresztuje Netanjahu. Trudeau jasno przeciw Izraelowi

Kobieta prokuratorem generalnym USA. Kartele mają problem

Nazwał decyzję MTK "antysemickim posunięciem"