Forskere har udviklet en 3D bioprint platform, der samler funktionel menneskelig neurale væv. Progenitorcellerne i det trykte væv vokser til at danne neurale kredsløb og danner funktionelle forbindelser med andre neuroner og efterligner dermed naturlige hjernen væv. Dette er et betydeligt fremskridt inden for neuralvævsteknik og inden for 3D-bioprintteknologi. Sådanne bioprintede neurale væv kan bruges til modellering menneskelig sygdomme (såsom Alzheimers, Parkinsons osv.) forårsaget på grund af svækkelse af neurale netværk. Enhver undersøgelse af sygdom i hjernen kræver forståelse af, hvordan menneskelig neurale netværk fungerer.
3D bioprint er en additiv proces, hvor egnet naturligt eller syntetisk biomateriale (bioink) blandes med levende celler og printes, lag for lag, i naturlige vævslignende tredimensionelle strukturer. Cellerne vokser i bioblæk og strukturerne udvikles til at efterligne naturligt væv eller organ. Denne teknologi har fundet anvendelser i regenerativ medicin til bioprint af celler, væv og organer og i forskning som model at studere menneskelig krop vitro, især menneskelig nervesystem.
Undersøgelse af menneskelig nervesystemet står over for begrænsninger på grund af manglende tilgængelighed af primærprøver. Dyremodeller er nyttige, men lider af artsspecifikke forskelle, og derfor er det nødvendigt vitro modeller af menneskelig nervesystemet til at undersøge, hvordan menneskelig neurale netværk arbejder hen imod at finde behandlinger for sygdomme, der tilskrives svækkelse af neurale netværk.
Human neurale væv er tidligere blevet 3D-printet ved hjælp af stamceller, men disse manglede neurale netværksdannelse. Det udskrevne væv havde ikke vist sig at have dannet forbindelser mellem celler af flere årsager. Disse mangler er blevet overvundet nu.
I en nylig undersøgelse, forskere valgte fibrinhydrogel (bestående af fibrinogen og thrombin) som det grundlæggende bioblæk og planlagde at udskrive en lagdelt struktur, hvori stamceller kunne vokse og danne synapser inden for og på tværs af lag, men de ændrede måden, lagene stables under udskrivning. I stedet for traditionel måde at stable lag lodret på, valgte de at printe lag ved siden af et andet vandret. Tilsyneladende gjorde dette forskellen. Deres 3D bioprinting platform viste sig at samle funktionel menneskelig neuralt væv. En forbedring i forhold til andre eksisterende platforme menneskelig neuralt væv trykt af denne platform dannede neurale netværk og funktionelle forbindelser med andre neuroner og gliaceller inden for og mellem lag. Dette er det første tilfælde af denne art og er et væsentligt skridt fremad inden for neuralvævsteknik. Laboratoriesyntese af nervevæv, der efterligner hjernens funktion, lyder spændende. Disse fremskridt vil helt sikkert hjælpe forskere med at modellere menneskelig sygdomme i hjernen forårsaget på grund af nedsat neurale netværk for bedre at forstå mekanismen til at finde en mulig behandling.
***
Referencer:
- Cadena M., et al 2020. 3D-bioprint af neurale væv. Advanced Healthcare Materials bind 10, udgave 15 2001600. DOI: https://doi.org/10.1002/adhm.202001600
- Yan Y., et al 2024. 3D bioprint af menneskelig neurale væv med funktionel forbindelse. Celle stamcelleteknologi| Bind 31, udgave 2, P260-274.E7, 01. februar 2024. DOI: https://doi.org/10.1016/j.stem.2023.12.009
***
