3D lífprentun setur saman hagnýtan heilavef í fyrsta skipti  

Vísindamenn hafa þróað 3D lífprentunarvettvang sem setur saman virkni manna taugavef. Stofnfrumur í prentuðu vefjum vaxa til að mynda taugahringrás og mynda starfrænar tengingar við aðrar taugafrumur og líkja þannig eftir náttúrulegum Heilinn vefjum. Þetta eru verulegar framfarir í taugavefsverkfræði og í þrívíddarlífprentunartækni. Hægt er að nota slíka lífprentaða taugavef í líkanagerð manna sjúkdóma (eins og Alzheimer, Parkinsons o.s.frv.) af völdum skerðingar á taugakerfi. Sérhver rannsókn á heilasjúkdómi krefst þess að skilja hvernig manna taugakerfi starfa.  

3D lífprentun er aukefnisferli þar sem hentugt náttúrulegt eða tilbúið lífefni (bioink) er blandað saman við lifandi frumur og prentað, lag fyrir lag, í náttúrulegum vefjum eins og þrívíddarbyggingum. Frumurnar vaxa í lífblekinu og mannvirkin þróast til að líkja eftir náttúrulegum vefjum eða líffærum. Þessi tækni hefur fundið forrit í endurnýjandi lyf til lífprentunar á frumum, vefjum og líffærum og í rannsóknum sem fyrirmynd að rannsóknum manna líkami vitrosérstaklega manna taugakerfi.  

Rannsókn á manna taugakerfið stendur frammi fyrir takmörkunum vegna þess að frumsýni eru ekki tiltæk. Dýralíkön eru hjálpleg en þjást af tegundasértækum mun og því er nauðsynlegt að gera það vitro módel af manna taugakerfi til að kanna hvernig manna taugakerfi vinna að því að finna meðferðir við sjúkdómum sem rekja má til skerðingar á taugakerfi. 

Human taugavefir hafa verið þrívíddarprentaðir áður með því að nota stofnfrumur en þær skorti tauganetmyndun. Ekki hafði verið sýnt fram á að prentaði vefurinn hefði myndað tengsl milli frumna af ýmsum ástæðum. Nú er búið að vinna bug á þessum annmörkum.  

Í nýlegri rannsókn, vísindamenn valdi fíbrínhýdrógel (sem samanstendur af fíbrínógeni og þrombíni) sem grunnlífblek og ætlaði að prenta lagskipt uppbyggingu þar sem frumfrumur gætu vaxið og myndað taugamót innan og þvert á lög, en þeir breyttu því hvernig lögum er staflað við prentun. Í stað hefðbundinnar leiðar til að stafla lögum lóðrétt, völdu þeir að prenta lög við hliðina á öðru lárétt. Svo virðist sem þetta hafi skipt sköpum. 3D lífprentunarvettvangur þeirra reyndist vera virkur manna taugavef. Endurbætur á öðrum núverandi kerfum, the manna taugavefur prentaður af þessum vettvangi myndaði tauganet og starfrænar tengingar við aðrar taugafrumur og glial frumur innan og á milli laga. Þetta er fyrsta slíka tilfellið og er mikilvægt skref fram á við í taugavefsverkfræði. Rannsóknarstofa nýmyndun taugavefs sem líkir eftir heila í starfsemi hljómar spennandi. Þessar framfarir munu vissulega hjálpa vísindamönnum við líkanagerð manna heilasjúkdómar af völdum skerts taugakerfis til að skilja betur hvernig hægt er að finna mögulega meðferð.  

*** 

Tilvísanir:  

1. Cadena M., et al 2020. 3D lífprentun taugavefja. Advanced Healthcare Materials Volume 10, Issue 15 2001600. DOI: https://doi.org/10.1002/adhm.202001600 

2. Yan Y., et al 2024. 3D lífprentun á manna taugavefur með starfræna tengingu. Frumu stofnfrumutækni| 31. bindi, 2. tölublað, P260-274.E7, 01. febrúar 2024. DOI: https://doi.org/10.1016/j.stem.2023.12.009  

***