מדענים פיתחו פלטפורמת הדפסה ביולוגית תלת מימדית המורכבת פונקציונלית בן אנוש רקמות עצביות. תאי האב ברקמות המודפסות גדלים ויוצרים מעגלים עצביים ויוצרים קשרים פונקציונליים עם נוירונים אחרים ובכך מחקים טבעיים מוֹחַ רקמות. זוהי התקדמות משמעותית בהנדסת רקמות עצביות ובטכנולוגיית הדפסה ביולוגית תלת מימדית. ניתן להשתמש ברקמות עצביות עם הדפסה ביולוגית בדוגמנות בן אנוש מחלות (כגון אלצהיימר, פרקינסון וכו') הנגרמות עקב פגיעה ברשתות עצביות. כל חקירה של מחלה במוח דורשת הבנה כיצד בן אנוש רשתות עצביות פועלות.
הדפס ביולוגי תלת ממדי הוא תהליך תוסף שבו חומר ביולוגי טבעי או סינתטי מתאים (ביו-דינק) מעורבב עם תאים חיים ומודפס, שכבה אחר שכבה, במבנים תלת מימדיים דמויי רקמה טבעית. התאים גדלים ב-bioink והמבנים מתפתחים כדי לחקות רקמה או איבר טבעיים. טכנולוגיה זו מצאה יישומים ב משובי רפואה להדפסה ביולוגית של תאים, רקמות ואיברים ובמחקר כמודל למחקר בן אנוש גוּף חוץ גופיתבמיוחד בן אנוש מערכת עצבים.
לימודי בן אנוש מערכת העצבים עומדת בפני מגבלות עקב חוסר זמינות של דגימות ראשוניות. מודלים של בעלי חיים מועילים אך סובלים מהבדלים ספציפיים למין ומכאן ההכרח של חוץ גופית דגמים של בן אנוש מערכת העצבים לחקור כיצד בן אנוש רשתות עצביות פועלות למציאת טיפולים למחלות המיוחסות לפגיעה ברשתות עצביות.
בן אנוש רקמות עצביות הודפסו בתלת-ממד בעבר באמצעות תאי גזע אולם אלה חסרו היווצרות רשת עצבית. הרקמה המודפסת לא הראתה שיצרה קשרים בין תאים מכמה סיבות. החסרונות הללו התגברו כעת.
במחקר שנערך לאחרונה, חוקרים בחרו בפיברין הידרוג'ל (המורכב מפיברינוגן וטרומבין) בתור הביו-דיו הבסיסי ותכננו להדפיס מבנה שכבות שבו תאי אבות יכולים לגדול וליצור סינפסות בתוך ועל פני שכבות, אבל הם שינו את אופן הערימת השכבות במהלך ההדפסה. במקום הדרך המסורתית של ערימת שכבות אנכית, הם בחרו להדפיס שכבות ליד אחרת בצורה אופקית. כנראה שזה עשה את ההבדל. נמצא כי פלטפורמת ההדפסה הביולוגית התלת-ממדית שלהם מורכבת פונקציונלית בן אנוש רקמה עצבית. שיפור לעומת פלטפורמות קיימות אחרות, ה בן אנוש רקמה עצבית שהודפסה על ידי פלטפורמה זו יצרה רשתות עצביות וקשרים פונקציונליים עם נוירונים ותאי גליה אחרים בתוך ובין שכבות. זהו המקרה הראשון שכזה והוא צעד משמעותי קדימה בהנדסת רקמות עצביות. סינתזה מעבדתית של רקמת עצב המחקה את המוח בתפקוד נשמעת מרגשת. התקדמות זו בהחלט תעזור לחוקרים במודלים בן אנוש מחלות מוח הנגרמות עקב פגיעה ברשת העצבית כדי להבין טוב יותר את המנגנון למציאת טיפול אפשרי.
***
הפניות:
- קדנה מ., ואח' 2020. הדפסה ביולוגית תלת מימדית של רקמות עצביות. חומרי בריאות מתקדמים כרך 3, גיליון 10 15. DOI: https://doi.org/10.1002/adhm.202001600
- יאן י., ואח' 2024. הדפסה ביולוגית תלת מימדית של בן אנוש רקמות עצביות עם קישוריות פונקציונלית. טכנולוגיית תאי גזע של תאים| כרך 31, גיליון 2, P260-274.E7, 01 בפברואר 2024. DOI: https://doi.org/10.1016/j.stem.2023.12.009
***
