Ученые из Висконсинского университета в Мэдисоне (США) напечатали на 3D-принтере ткань человеческого мозга, которая смогла расти и функционировать как настоящая. Это достижение стало первым в своем роде. Модель позволит лучше понять, как взаимодействуют клетки мозга и его части.
Технология 3D-печати активно развивается. Ее применяют не только для искусственных материалов, но и для биологических тканей. Однако попытки воссоздать таким образом мозговую ткань не имели успеха.
Авторы новой разработки применили необычный подход. Они решили укладывать слои ткани не вертикально, как это делалось раньше, а горизонтально.
Ученые вырастили клетки мозга из плюрипотентных стволовых клеток и поместили их в мягкий гель – биочернила. Эта субстанция способна сохранять форму и при этом является достаточно мягкой, чтобы позволить нейронам контактировать и взаимодействовать друг с другом. Кроме того, нейроны могут легко получать достаточное количество кислорода и питательных веществ из окружающей среды.
Наблюдения показали, что нейроны проникли сквозь каждый напечатанный слой геля, образуя связи между собой наподобие паутины. Они посылали сигналы, формировали сети и высвобождали нейротрансмиттеры (молекулы, синтезируемые в нервной клетке). Ученые также добавили в ткань другой тип клеток – астроциты.
Ученые напечатали кору головного мозга и полосатое тело. В результате клетки, принадлежащие к разным частям мозга, смогла взаимодействовать между собой. Модель оказалась более точной и управляемой, чем «мини-мозги», созданные в ходе предыдущих попыток, сообщает Cell Stem Cell.
«Модель могла бы изменить наш взгляд на биологию стволовых клеток, неврологию и патогенез многих неврологических и психических расстройств», – отметили авторы научной работы.
Ранее российские ученые напечатали биочернилами аналог барабанной перепонки. Новая технология может помочь пациентам с хроническими заболеваниями среднего уха.