03 август 2020
Категории
  •  Космос
  •  Физика
  •  Науки за земята
  •  Биология
  •  Медицина
  •  Математика
  •  Научни дискусии
  •  Разни
FACEBOOK

Създаден е първият по рода си 3D модел на жива неврална тъкан (видео)

| ПОСЛЕДНА ПРОМЯНА 13 декември 2019 в 00:00 24510
Биохибридна нервна тъкан върху стъклен прът. Кредит: Kandel, Bashir, Pagan-Diaz, Ramos-Cruz et al, Proceedings of the National Academy of Science, 2019

Изследователи успяха да създадат жива биохибридна невронна тъкан от стволови клетки, за да разработят триизмерен модел на невронни мрежи. Това ще помогне на учените да разберат по-добре как работи мозъкът и невронните мрежи.

Статия за работата на учените от Университета на Илинойс в Урбана-Шампейн е публикувана в списание Proceedings of the National Academy of Science.

Трудно е да се проучи как функционира мозъкът в живи хора, така че създаването на такива модели е невероятно важно за учените. То дава възможност например да се изследват процесите на формиране на невродегенеративните заболявания като болестта на Алцхаймер и да се тестват нови лекарства.

Екипът успя да създаде 3D модели на жива тъкан от неврони с различни форми с помощта на стволови клетки, фибринова матрица и 3D отпечатани форми. Фибринът е протеин, който формира основата на кръвните съсиреци при коагулацията на кръвта.

Тези материали правят възможно формирането на структури до сантиметров мащаб, които нямат твърди скелети и могат да бъдат оформени в произволна форма. Първо са използвани произведени от мишки ембрионални стволови клетки за оптимизиране на засяване на клетки и ремоделиране на извънклетъчната матрица, както и валидиране на електрофизиологичната активност. След това изследователите правят тези структури, използвайки неврони, получени от човешки ембрионални стволови клетки.

Тайм-лапс видео през фазово-контрастен микроскоп, показващ невроните, засети в 5e6 клетки/мл, вградени във фибринов хидрогел по време на уплътняването. Кредит: Kandel, Bashir, Pagan-Diaz, Ramos-Cruz et al, Proceedings of the National Academy of Science, 2019

Такава изкуствена нервна система се активира с оптогенетични инструменти, които са революция неврологията през последното десетилетие. Използват се светлочувствителни протеини, с помощта на които изследователите могат да активират дистанционно невроните със синя светлина, 

Тези структури ще помогнат на учените да анализират сложни форми на поведение в мозъка и как тези тъкани реагират на нови разработвани лекарства и поне частично да не се разчита на животни за тестване на такива лекарства в бъдеще.

Различни структури от нервна тъкан. Кредит: Kandel, Bashir, Pagan-Diaz, Ramos-Cruz et al, Proceedings of the National Academy of Science, 2019

Моделите, създадени от учените, съдържат стотици и хиляди неврони, които имитират системите от клетки в живите организми.

„Чрез разработването на методи за биопроизводство [на подобни структури] можем да проследим много процеси, които протичат in vivo“, разказва един от авторите на изследването, Джелсън Паган-Диаз (Gelson Pagan-Diaz-Diaz). „Веднага щом успеем да го докажем, ще можем да имитираме мозъчната морфология“.

„Ако можем да контролираме взаимодействието на тези неврони помежду им, да ги обучим с помощта на оптогенетични методи и да ги програмираме, тогава с тяхна помощ ще бъде възможно да се изпълняват инженерни функции“, разказва съавторът проф. Рашид Башир (Rashid Bashir). "В бъдеще ... ще можем да създадем биологични процесори и компютри, подобни на човешкия мозък."

Справка: Gelson J. Pagan-Diaz, Karla P. Ramos-Cruz, Richard Sam, Mikhail E. Kandel, Onur Aydin, M. Taher A. Saif, Gabriel Popescu, Rashid Bashir. Engineering geometrical 3-dimensional untethered in vitro neural tissue mimic. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2019; 201916138 DOI: 10.1073/pnas.1916138116

Източник: First of a kind in-vitro 3D neural tissue model, Science Daily


Препоръчани материали

Няма коментари към тази новина !

 
Още от : Новини
Всички текстове и изображения публикувани в OffNews.bg са собственост на "Офф Медия" АД и са под закрила на "Закона за авторското право и сродните им права". Използването и публикуването на част или цялото съдържание на сайта без разрешение на "Офф Медия" АД е забранено.