Напечатанные нейроны смогли «общаться» и расти, как в настоящем мозге

Новые биочернила и технология печати позволили создать пленки, в структуре которых искусственно выращенные нейроны начинают вести себя подобно тем клеткам, которые находятся в нашем мозге: обмениваться сигналами и выстраивать связи. О разработке сообщает Висконсинский университет в Мадисоне (США).

До этого попытки напечатать ткани мозга предпринимались, но исследовательские группы использовали традиционные методы трехмерной печати, когда вещество наносится в принтере множеством слоев один на другой по вертикали. Команда Висконсинского университета разработала свой рецепт биочернил и изменила технологию печати, запустив процесс по горизонтали.

Особый состав геля, которым становится напечатанная «подложка» для нейронов, позволяет ему держать форму, но при этом быть достаточно проницаемым, чтобы не мешать взаимодействию клеток. Небольшая толщина пленки позволяет нейронам получать и питательные вещества, и в то же время — кислород из окружающей среды.

В итоге получается очень тонкая пленка, в которую уложены, как карандаши в пенал, нейроны, выращенные в лаборатории из стволовых клеток.

«Напечатанные клетки проникают через среду, образуя соединения внутри каждого напечатанного слоя, а также между слоями, образуя сети, сравнимые с человеческим мозгом. Нейроны общаются, посылают сигналы, взаимодействуют друг с другом через нейротрансмиттеры и даже образуют правильные сети с опорными клетками, добавленными к напечатанной ткани», — отмечают в университете.

Такие структуры, напечатанные с большой точностью на 3D-принтере, открывают новые возможности для исследователей, изучающих мозг или разрабатывающих лекарства — например, от болезни Альцгеймера. Они могут заменить в этой работе органоиды — имитаторы мозга, которые в лабораториях выращивают из клеток, но которым невозможно задать точную структуру.

Например, теперь можно напечатать фрагмент ткани с нейронами, которым зададут параметры для имитации синдрома Дауна, и изучить, как работает мозг людей с такой или какой-либо иной аномалией.

При этом, подчеркивается в сообщении, новая технология печати может быть доступна многим лабораториям, ведь ткань удалось получить с использованием распространенных технологий и материалов. А получившийся материал может быть тщательно изучен с помощью микроскопов, стандартных методов визуализации и электродов, уже распространенных в научных организациях.