Ученые вырастили крошечный мозг
Ученые вырастили кусочек самоорганизующейся ткани мозга в крошечной 3D-печатной системе, позволяющей постоянно наблюдать за ростом и развитием объекта. Использование 3D-печати значительно снизило стоимость выращивания «крошечных мозгов».
Современная технология наблюдения за органоидами среднего роста в режиме реального времени предполагает использование биореакторов с несколькими лунками внутри стеклянной пластины, помещенной под микроскоп. Но эти пластины стоят дорого и работают только с конкретными моделями микроскопов. Благодаря последним достижениям стало возможным применить технику, называемую микрофлюидикой, которая направляет питательную среду к ткани через маленькие трубки, соединенные с крошечным чипом или платформой. Но она также является дорогим и трудным в изготовлении лабораторным оборудованием.
Для выращивания тканей и органоидов ученые испытали новый метод, в котором используется 3D-печать для создания многоразовых и легко регулируемых платформ. Примечательно то, что по состоянию на 2021 год стоят они всего 5 долларов за единицу. Конструкция включает в себя визуализирующие лунки, в которых ученые могут выращивать микрофлюидные каналы и органоиды, при этом обеспечивая питательную среду — в дополнение к критической поддержке предварительного нагрева, необходимой для роста тканей.
В своих исследованиях ученые использовали в качестве материала биосовместимый вид смолы, часто используемой в стоматологической хирургии в 3D-печатном устройстве. Полученный из смолы чип отвердевал под воздействием ультрафиолетового излучения, затем его стерилизовали перед помещением живых клеток в его лунки. Как только верхняя часть лунок была запечатана предметным стеклом, питательная среда и лекарства добавлялись через небольшие входные отверстия.
Исследователи подвергли свое устройство испытанию с органоидами, выращенными из человеческих клеток. Они изучали растущие органоиды мозга под микроскопом в течение полных 7 дней. Оказалось, что крошечная амальгама мозговой ткани в конце концов превратилась в полость или желудочек, инкапсулированный самоорганизующейся структурой, не безразличной к развивающемуся неокортексу. Другими словами, в лаборатории вырос крошечный мозг.
К сожалению, некоторые клетки в органоиде умерли в течение недельного периода, но в меньшем количестве в 3D-печатном устройстве, чем в обычных условиях культивирования. Исследовательская группа считает, что их клеточный дизайн сыграл решающую роль в защите маленького растущего мозга. Следующий шаг для исследователей заключается в увеличении емкости их устройства.
