En banebrydende teknik udviklet af forskere fra University of Oxford kan en dag give skræddersyede reparationer til dem, der lider af hjerneskade. Forskerne demonstrerede for første gang, at neurale celler kan 3D-printes for at efterligne arkitekturen af hjernebarken, skriver universitetet i en pressemeddelelse:
”Hjerneskader, herunder skader forårsaget af traumer, slagtilfælde og kirurgi for hjernetumorer, resulterer typisk i betydelige skader på hjernebarken (det ydre lag af den menneskelige hjerne), hvilket fører til vanskeligheder med kognition, bevægelse og kommunikation. For eksempel rammes hvert år omkring 70 millioner mennesker globalt af traumatisk hjerneskade, hvoraf 5 millioner af disse tilfælde er alvorlige eller dødelige. I øjeblikket er der ingen effektive behandlinger til alvorlige hjerneskader, hvilket fører til alvorlige konsekvenser for livskvaliteten.” (University of Oxford)
Vævsregenererende terapier, især dem, hvor patienter får implantater afledt af deres egne stamceller, kan være en lovende vej til behandling af hjerneskader i fremtiden. Indtil nu har der dog ikke været nogen metode til at sikre, at implanterede stamceller efterligner hjernens arkitektur.
I det nye forsøg fremstillede forskerne et to-lags hjernevæv ved at 3D-printe menneskelige neurale stamceller. Når de blev implanteret i musehjerneskiver, viste cellerne overbevisende strukturel og funktionel integration med værtsvævet.
Den kortikale struktur blev lavet af humane inducerede pluripotente stamceller (hiPSC’er), som har potentialet til at producere de celletyper, der findes i de fleste menneskelige væv. En vigtig fordel ved at bruge hiPSC’er til vævsreparation er, at de let kan afledes fra celler, der er taget fra patienterne selv, og derfor ikke vil udløse et immunrespons.
”Da det printede væv blev implanteret i musehjerneskiver, viste de stærk integration, som demonstreret ved projektion af neurale processer og migration af neuroner på tværs af implantat-vært-grænsen. De implanterede celler viste også signalaktivitet, som korrelerede med værtscellernes. Dette indikerer, at menneske- og musecellerne kommunikerede med hinanden og demonstrerede funktionel såvel som strukturel integration.”
Forskerne har nu til hensigt at forfine printteknikken yderligere for at skabe komplekse flerlagede hjernebarkvæv, der mere realistisk efterligner den menneskelige hjernes arkitektur. Ud over deres potentiale til at reparere hjerneskader, kan disse konstruerede væv bruges i lægemiddelevaluering, undersøgelser af hjernens udvikling og til at forbedre vores forståelse af grundlaget for kognition.
Seniorforfatter Dr. Linna Zhou fra University of Oxford udtaler: “Vores dråbeprintteknik giver et metode til at konstruere levende 3D-væv med ønskede arkitekturer, hvilket bringer os tættere på skabelsen af personlige implantations behandlinger til hjerneskader.”
Forskernes forsøg er en del af Oxford Martin-programmet om 3D-print til hjernereparation, som arbejder på at bruge 3D-printteknologier til at generere en billig medicinsk teknologi til at adressere hjerneskade fra traumer og sygdom.
Studiet fra University of Oxford er offentliggjort i Nature Communications.
Relaterede artikler:
Indsprøjtning af stamceller i hjernen giver nyt håb for Parkinson patienter
Forskere skruer hudcellers alder tilbage med 30 år med ny teknologi
Medicinsk gennembrud: Cellulær foryngelsesterapi kan effektivt vende aldringsprocessen hos mus
Banebrydende kræftvaccine dræber hjernetumorer og skaber immunitet
Kilder: University of Oxford og Nature Communications.
