В Университете Висконсин-Мэдисон напечатали на 3D-принтере ткань мозга

Команда ученых из Университета Висконсин-Мэдисон разработала технологию, с помощью которой напечатала на 3D-принтере ткань мозга: она может расти и функционировать как реальный орган. В новой технике эксперты использовали горизонтальное наслоение и мягкие биочернила, что позволило нейронам соединиться между собой и формировать сети, подобные структурам человеческого мозга.

Исследователи из разных стран и ранее пробовали печатать ткани мозга на 3D-принтере, однако полученный итог не был таким реалистичным. Сейчас же ученые попробовали укладывать слои горизонтально, а не вертикально — до этого технологии не позволяли провести подобный эксперимент. Кроме того, эксперты поместили полученные клетки головного мозга (нейроны, выращенные из индуцированных плюрипотентных стволовых клеток) в более мягкий гель биочернил. Это и позволило нейронам активироваться, врастать друг в друга и даже начать «разговаривать» между собой.

Ученые провели интересную аналогию: клетки располагаются рядом друг с другом, как карандаши, лежащие на столе. Более того, полученные ткани оказались настолько тонкими, что нейроны могут получать достаточно кислорода и питательных веществ из окружающей среды.

Эксперты заметили, что напечатанные клетки образуют соединения внутри каждого напечатанного слоя. Эти слои соединяются с соседними, в результате образуются сети, которые аналогичны тем, что есть в человеческом мозге.

«Мы напечатали кору головного мозга и полосатое тело. Несмотря на то что клетки относились к разным частям головного мозга, они все равно могли разговаривать друг с другом совершенно особенным и специфическим образом», — говорит Су-Чун Чжан, профессор нейробиологии и неврологии в Центре Вейсмана Университета Висконсина в Мэдисоне.

Эксперты признают: новая технология позволяет напечатать любую часть головного мозга, теперь возможно воспроизвести и любой тип нейронов. Это позволяет детально изучить, как нервные клетки могут общаться друг с другом в конкретных условиях.

Благодаря такой тонкой и точной печати ученые теперь могут выяснять, что происходит в головном мозге при различных заболеваниях. Например, при синдроме Дауна, болезни Альцгеймера и других патологиях. Кроме того, на напечатанной ткани можно будет тестировать новые лекарства. «Искусственный мозг» после можно детально изучать, чтобы проверять эффективность и безопасность препаратов.

Новая технология печати должна быть доступна многим лабораториям. Он не требует специального оборудования или методов культивирования для поддержания здоровья тканей. Исследователям потребуются микроскопы, стандартные методы визуализации и электроды.