Tim sa Univerziteta Kalifornija, Riverside razvio je poroznu skelu BIPORES (≈2 mm) od modifikovanog PEG-a i silika nanodelaca, koja omogućava da donorovane neuralne matične ćelije sazru u funkcionalne neurone bez upotrebe materijala životinjskog porekla. Struktura podstiče organizaciju i dugotrajno sazrevanje ćelija, otvarajući mogućnosti za personalizovane "test-neurone" iz krvi ili kože pacijenata. Metoda smanjuje potrebu za ispitivanjem na životinjama i može se prilagoditi drugim organima, uz izazove vezane za skaliranje i dalju validaciju.
Proboj u laboratoriji: nova skela BIPORES omogućava verodostojnije ljudsko moždano tkivo
Sečenje i analiza stvarnog trodimenzionalnog moždanog tkiva ima velike etičke i praktične prepreke. Zbog toga su istraživači razvili laboratorijske modele koji što vernije oponašaju ljudski mozak — a najnovije rešenje obećava značajan napredak.
Tim sa Univerziteta Kalifornija, Riverside (UCR) razvio je sitnu, poroznu skelu širine oko 2 mm pod nazivom BIPORES (Bijel-Integrated PORous Engineered System). Sastavljena je pretežno od modifikovanog polietilen glikola (PEG) kojem su dodati silika nanodelci; takva kombinacija stvara mikroskopsku, spužvastu matricu koju ćelije mogu da naseljavaju i u kojoj prirodno rastu.
Za razliku od običnih sistema koji zahtevaju dodatne biološke prevlake, istraživači su izmenili PEG tako da bude "lepljiv" za neuralne matične ćelije bez upotrebe materijala životinjskog porekla. Krivudava i stabilizovana struktura BIPORES-a podstiče organizaciju ćelija u klastere i njihovu međusobnu komunikaciju, čime se podržava sazrevanje u funkcionalne neurone.
"Materijal obezbeđuje da ćelije dobiju sve što im je potrebno da rastu, organizuju se i komuniciraju u klasterima sličnim onima u mozgu", kaže Iman Noshadi, bioinženjer sa UCR.
Po rečima autora, nova skela rešava nekoliko ograničenja dosadašnjih pristupa: daje stabilniju potporu za dugotrajnije studije, omogućava zrelije ćelijske fenotipove i smanjuje upotrebu hemijskih i životinjskih komponenti. Prince David Okoro iz UCR naglašava značaj stabilnosti za istraživanja bolesti i trauma, jer zrelije ćelije verodostojnije odražavaju funkciju ljudskog tkiva.
Važna prednost je i mogućnost personalizacije: neuralne matične ćelije se mogu dobiti iz pacijentove krvi ili kožnih ćelija (indukovane pluripotentne ćelije), što otvara mogućnost stvaranja "test-neurona" prilagođenih pojedincu. To može biti presudno pri istraživanjima neurodegenerativnih bolesti, moždanih udara i drugih poremećaja.
Ovaj pristup takođe može smanjiti zavisnost o ispitivanjima na životinjama, čime se povećava etička prihvatljivost i verovatnoća da će rezultati biti primenljivi na ljude. Istraživači veruju da se koncept može preneti i na druga tkiva — na primer jetru — a u budućnosti povezani sistemi mogli bi pokazati kako različiti organi reaguju istovremeno na iste tretmane.
Ipak, ostaju izazovi: trenutno su skale male i potrebno je skaliranje proizvodnje, standardizacija i dalja validacija funkcionalnosti pre šire primene u istraživanjima i eventualno industriji lekova. Rezultati istraživanja objavljeni su u časopisu Advanced Functional Materials.
Pomozite nam da budemo bolji.
