Учёные из Университета Уппсалы использовали 3D-принтер. удалось создать Модель, подобная человеческой нервной ткани, выращенная из клеток самого пациента, дает возможность тестирования новых лекарств в лаборатории.
Нервные клетки, называемые двигательными нейронами, управляют нашими мышцами, передавая сигналы из головного и спинного мозга в тело. При болезни, такой как боковой амиотрофический склероз (БАС), эти клетки разрушаются, что вызывает мышечную слабость и паралич. В среднем люди живут около 4 лет после постановки диагноза, так как способность двигаться и дышать ухудшается постепенно. В настоящее время лекарств от этой болезни нет, но некоторые препараты могут замедлить ее развитие.
В новом исследовании, опубликованном в International Journal of BioprintingУчёные показали возможность использования 3D-принтеров для создания моделей, называемых органоидами, по внешнему виду напоминающих нервную ткань человека. Органоиды двигательных нейронов пригодны для исследований или, например, тестирования новых лекарств.
Двигательные нейроны располагаются в середине спинного мозга, поэтому прямо на пациентах с нейродегенеративными заболеваниями, такими как БАС, невозможно проверять методы лечения. Предложенный метод позволяет создавать органоиды двигательных нейронов непосредственно из клеток кожи пациента. Из этих клеток вырастают органоиды спинного мозга, которые можно использовать для тестирования новых методов лечения.
В ходе исследования учёные использовали стволовые клетки человека из кожи. Клетки запрограммировали на превращение в предшественников двигательных нейронов — незрелых нервных клеток, которые могут развиться в зрелые двигательные нейроны. Смешав эти клетки с мягким желатином, учёные печатали их слой за слоем на 3D-принтере, создавая ткань и её структуру. Такое трёхмерное распределение клеток в биочернилах способствовало повышению выживаемости и росту нервных волокон.
Ранние эксперименты проводились с аксонами только на поверхности, но теперь удалось заставить их расти внутри биоматрицы. Для этого использовали более мягкий материал для 3D-печати (биочернила), сохраняющий форму, при этом позволяющий аксонам прорастать. Для созревания и развития клеток в биочернилы добавили мезопористые частицы диоксида кремния с факторами роста.
Для исследований и тестирования лекарств необходимо воспроизводимо печатать много органоидов. Этот метод позволяет включать разные типы нервных клеток, включая глиальные клетки, для создания более точных моделей спинного мозга.
[Фото: Elena Kozlova / Uppsala University]