За прв пат научниците одгледаа функционално ткиво слично на мозок без употреба на материјали добиени од животни или додадени биолошки премази. Развојот отвора врата за поконтролирано и хумано невролошко тестирање на лекови.
Новиот модел на мозочно ткиво би можел да овозможи значителен напредок во невролошките истражувања. Крајната цел на инженерството на невронски ткива е да се создаде нешто што личи на човечкиот мозок по структура и функција, овозможувајќи порепродуктивни студии за невролошки болести и тестирање на лекови.
„Еден од недостатоците на повеќето платформи за мозочно ткиво е тоа што тие користат биолошки премази за да им помогнат на живите клетки да напредуваат. Овие премази добиени од животни се слабо дефинирани, што го отежнува рекреирањето на нивниот точен состав за сигурно тестирање“, вели Иман Ношади, вонреден професор по биоинженерство на UCR, кој го водел тимот.
Дополнително, користењето на животински мозоци за спроведување истражувања релевантни за човечките услови, како што е моментално норма, не е идеално. Постојат значајни генетски и физиолошки разлики помеѓу глодарите и човечките мозоци. Оваа платформа би можела да ја намали, а во некои случаи и да ја елиминира потребата од користење на животински мозоци за оваа намена и е во согласност со напорите на американската ФДА за постепено укинување на тестирањето врз животни во развојот на лекови.
Новиот материјал, опишан во списанието „Напредни функционални материјали“, функционира како скеле на кое се одгледуваат донорски мозочни клетки и би можел да се користи за моделирање на трауматски повреди на мозокот, мозочни удари или невролошки состојби како што е Алцхајмеровата болест.
Првенствено се состои од вообичаен полимер познат по својата хемиска неутралност наречен полиетилен гликол или PEG. Нормално, живите клетки не се врзуваат за PEG без додавање на протеини како што се ламинин или фибрин.
Со преобликување на PEG во лавиринт од текстурирани, меѓусебно поврзани пори, истражувачкиот тим го претворил инертниот материјал во матрица што клетките ја препознаваат, колонизираат и ја користат за изградба на функционални невронски мрежи. Откако овие клетки ќе созреат, тие можат да покажат невронска активност специфична за донорот, овозможувајќи директна проценка на лековите насочени кон нивните невролошки состојби.
„Бидејќи инженерската конструкција е стабилна, таа овозможува долгорочни студии. Ова е особено важно бидејќи зрелите мозочни клетки подобро ја одразуваат функцијата на вистинското ткиво при проучување на релевантни болести или трауми.“, вели принцот Дејвид Окоро, водечки автор на студијата и докторски кандидат во лабораторијата на Ношади.
За да ја изгради скелетната структура, тимот користел процес што вклучувал вода, етанол и PEG, кои течеле низ вгнездени стаклени капилари. Кога смесата стигнала до надворешниот воден тек, нејзините компоненти почнале да се одделуваат. Блесок светлина го стабилизирал ова одделување, заклучувајќи ја порозната структура на место.
Порите овозможуваат кислородот и хранливите материи ефикасно да циркулираат низ структурата, во суштина хранејќи ги донираните матични клетки.
„Материјалот гарантира дека клетките добиваат она што им е потребно за да растат, да организираат и да комуницираат едни со други во кластери слични на мозок. Бидејќи структурата поблиску ја имитира биологијата, можеме да започнеме со дизајнирање модели на ткива со многу пофина контрола врз однесувањето на клетките.“ вели Ношади.
Истражувањето започнало во 2020 година и било поддржано од финансирањето на стартапот на Ношади од UC Riverside. Работата на Окор е финансирана од Калифорнискиот институт за регенеративна медицина.
Во моментов материјалот за скеле е широк само околу два милиметри. Во иднина тимот работи на зголемување на моделот и достави сродна работа фокусирана на ткивото на црниот дроб.
Долгорочната цел на групата е да развие серија меѓусебно поврзани култури на ниво на органи кои одразуваат како системите во телото комуницираат. Тие се надеваат дека овие платформи на ткива ќе понудат стабилност, долговечност и функционалност споредлива со моделот на мозочното ткиво.
„Поврзан систем би ни овозможил да видиме како различните ткива реагираат на истиот третман и како проблемот во еден орган може да влијае на друг. Тоа е чекор кон разбирање на човечката биологија и болести на поинтегриран начин“, рече Ношади.
(Vidi.hr)
(фото: Heute.at)
