يقول علماء في جامعة ويسكونسن – ماديسون (UWM) إنهم قد أنشأوا أولى أعضاء الدماغ المصغرة المطبوعة ثلاثية الأبعاد والتي تعمل مثل الأنسجة الدماغية الطبيعية.
“تتواصل الخلايا العصبية، وترسل الإشارات، وتتفاعل مع بعضها البعض من خلال الناقلات العصبية، وحتى تشكل شبكات صحيحة مع الخلايا الداعمة التي تمت إضافتها إلى النسيج المطبوع”، قال الكاتب الرئيسي سو-تشون زانغ.
التحدي: في الظروف المناسبة، ستتجمع الخلايا الجذعية بنفسها في أنسجة ثلاثية الأبعاد صغيرة تحاكي ميزات الدماغ البشري. يمكن استخدام هذه “الأعضاء الدماغية” لاختبار الأدوية ودراسة الأمراض وغيرها.
نظرًا لأن الأعضاء الدماغية تجتمع بنفسها، ليس لدى الباحثين الكثير من السيطرة على هيكلها النهائي، وقد لا تنمو أدمغتهم المصغرة بتصميم أفضل لبحوثهم.
بعض العلماء حاولوا استخدام التصوير ثلاثي الأبعاد للحصول على المزيد من السيطرة على موقع وأنواع الخلايا الدماغية في العضو الدماغي، لكن الحصول على هذه “الأحبار” الناعمة المملوءة بالخلايا للبقاء في مكانها هو تحدي، واستخدام المواد الأكثر صلابة أو الأنشاط يمنع الخلايا من تكوين اتصالات طبيعية مع بعضها البعض.
الأعضاء الدماغية المطبوعة ثلاثية الأبعاد: اتخذ الفريق في UWM نهجًا مختلفًا لدراسته، والتي تم نشرها في مجلة الخلايا الجذعية الخلية.
أولاً، أقنعوا الخلايا الجذعية بالبدء في التطور إلى أنواع مختلفة من الخلايا الدماغية. تم خلط هذه الخلايا المختلفة مع هيدروجل لإنشاء “حبر حيوي” يمكن طباعته.
بدلاً من تراص الطبقات رأسيًا – الطريقة التقليدية للطباعة ثلاثية الأبعاد – ذهب الفريق في UWM أفقيًا، ووضعوا شرائح من الحبر الحيوي جنبًا إلى جنب. هذا يعني أن أعضاء الدماغ المطبوعة ثلاثية الأبعاد كانت بارتفاع “50 ميكرومترًا” فقط، ولكن هذه الرقة ضمنت حصول الخلايا العصبية على الأكسجين الذي يحتاجون إليه.
وكما كان متوقعًا، أدى هذا النهج أيضًا إلى تكوين اتصالات طبيعية بين الخلايا في الأدمغة المصغرة – يمكن لأنواع مختلفة من الخلايا في طبقات مختلفة إرسال إشارات لبعضها البعض، وتشكيل شبكات مشابهة لتلك الموجودة في الأنسجة الدماغية الطبيعية.
“النسيج لا يزال لديه هيكل كافٍ للبقاء معًا لكنه طري بما يكفي للسماح للخلايا العصبية بالنمو في بعضها البعض وبدء التحدث مع بعضها البعض … حتى عندما طبعنا خلايا مختلفة تنتمي إلى أجزاء مختلفة من الدماغ، كانت لا تزال قادرة على التحدث مع بعضها البعض بطريقة خاصة ومحددة جدًا”، قال زانغ.
تطلعات المستقبل: يخطط الباحثون لمواصلة تنقيح تقنيتهم، والبحث عن طرق للحصول على مزيد من السيطرة على توجيه الخلايا في أعضاء الدماغ المطبوعة ثلاثية الأبعاد، ربما عن طريق إجراء تغييرات على حبرهم الحيوي.
هم متفائلون بأن الأماكن الأخرى قد تعتمد تقنيتهم لأبحاثها الخاصة، نظرًا لأنها لا تتطلب أي معدات خاصة – لقد استخدموا طابعة حيوية تجارية وتقنية تصوير قياسية لدراستهم.
“يمكن أن يكون هذا نموذجًا قويًا بشكل هائل لمساعدتنا على فهم كيفية تفاعل الخلايا الدماغية وأجزاء الدماغ في البشر”، يقول زانغ.
“يمكن أن يغير الطريقة التي ننظر بها إلى علم الخلايا الجذعية وعلم الأعصاب والمسارات المرضية للعديد من الاضطرابات العصبية والنفسية”.
المصدر: Freethink.com
