Forskere har utviklet en 3D bioprinting-plattform som monterer funksjonell menneskelig nevrale vev. Progenitorcellene i det trykte vevet vokser til å danne nevrale kretsløp og lage funksjonelle forbindelser med andre nevroner og dermed etterligne naturlige hjerne vev. Dette er et betydelig fremskritt innen nevralt vevsteknikk og innen 3D-bioprinting-teknologi. Slike bioprintede nevrale vev kan brukes i modellering menneskelig sykdommer (som Alzheimers, Parkinsons osv.) forårsaket på grunn av svekkelse av nevrale nettverk. Enhver undersøkelse av sykdom i hjernen krever å forstå hvordan menneskelig nevrale nettverk fungerer.
3D bioprinting er en additiv prosess hvor egnet naturlig eller syntetisk biomateriale (bioink) blandes med levende celler og trykkes, lag for lag, i naturlige vevslignende tredimensjonale strukturer. Cellene vokser i bioblekk og strukturene utvikler seg for å etterligne naturlig vev eller organ. Denne teknologien har funnet applikasjoner i regenerative medisin for bioprinting av celler, vev og organer og i forskning som modell å studere menneskelig kroppen vitro, spesielt menneskelig nervesystemet.
Studie av menneskelig nervesystemet står overfor begrensninger på grunn av utilgjengelighet av primærprøver. Dyremodeller er nyttige, men lider av artsspesifikke forskjeller, og derfor er det nødvendig vitro modeller av menneskelig nervesystemet for å undersøke hvordan menneskelig nevrale nettverk arbeider for å finne behandlinger for sykdommer som tilskrives svekkelse av nevrale nettverk.
Menneskelig nevrale vev har blitt 3D-printet tidligere ved bruk av stamceller, men disse manglet dannelse av nevrale nettverk. Det trykte vevet hadde ikke vist seg å ha dannet forbindelser mellom celler av flere grunner. Disse manglene er overvunnet nå.
I en nylig studie, forskere valgte fibrinhydrogel (bestående av fibrinogen og trombin) som det grunnleggende bioblekk og planla å skrive ut en lagdelt struktur der stamceller kunne vokse og danne synapser innenfor og på tvers av lag, men de endret måten lagene stables under utskrift. I stedet for tradisjonell måte å stable lag vertikalt, valgte de å skrive ut lag ved siden av hverandre horisontalt. Tilsynelatende gjorde dette forskjellen. Deres 3D bioprinting-plattform ble funnet å montere funksjonell menneskelig nevrale vev. En forbedring i forhold til andre eksisterende plattformer, den menneskelig nevrale vev trykket av denne plattformen dannet nevrale nettverk og funksjonelle forbindelser med andre nevroner og gliaceller i og mellom lag. Dette er det første slike tilfelle og er et betydelig skritt fremover innen nevralt vevsteknikk. Laboratoriesyntese av nervevev som etterligner hjernen i funksjon høres spennende ut. Denne fremgangen vil absolutt hjelpe forskere i modellering menneskelig sykdommer i hjernen forårsaket på grunn av nedsatt nevrale nettverk for bedre å forstå mekanismen for å finne en mulig behandling.
***
Referanser:
- Cadena M., et al 2020. 3D-bioprinting av nevrale vev. Advanced Healthcare Materials bind 10, utgave 15 2001600. DOI: https://doi.org/10.1002/adhm.202001600
- Yan Y., et al 2024. 3D bioprinting av menneskelig nevrale vev med funksjonell tilkobling. Celle stamcelleteknologi| Bind 31, utgave 2, P260-274.E7, 01. februar 2024. DOI: https://doi.org/10.1016/j.stem.2023.12.009
***
