عملکرد شبکه عصبی انسانی سه بعدی رشد یافته از سلول های بنیادی

گروهی از محققان دانشگاه توفتس مدل های کشت بافت سه بعدی را برای دستگاه عصبی مرکزی انسان توسعه داده اند که ساختار و عملکردی شبیه مغز دارند همچنین نشان دادند فعالیت عصبی طی چندماه ادامه داشت.
توانایی ایجاد پروتئین سیلک سه بعدی و کلاژن از سلول های(بنیادی) بیماران مبتلا به آلزایمر، پارکینسون وسایر باعث شد تا بتوان با مدل های شبیه سازی شده بافت درمورد تعاملات سلولی، پیشرفت بیماری و پاسخ به درمان تحقیق کرد. توسعه و مشخصه مدل ها در علوم و مهندسی و مواد زیستی ACS گزارش شده است.up1
مدل های جدید بافت سه بعدی مغز مشکل مدل های قبلی یعنی دسترسی به منبع نورون های انسانی را نداشتند. علت این مشکل این بود که بافت های عصبی به ندرت از بیماران سالم حذف می شوند و معمولا فقط پس از مرگ بیماران ، در دسترس قرار می گیرند. مدل های بافت سه بعدی می توانند از سلول های پلوریپوتنت القا شده انسان (iPSCs) به وجود آیند که از منابع مختلفی از جمله پوست انسان حاصل می شوند.
مدل های سه بعدی بافت مغز، نتیجه بهره گیری از علوم مهندسی و پزشکی بود بنابراین محققانی از دانشکده مهندسی توفتس، دانشکده پزشکی دانشگاه توفتس، دانشکده علوم بیومدیکال در توفتس و آزمایشگاه جکسون با یکدیگر همکاری کردند.
David L.Kaplan،دبیرعلمی،رئیس بخش مهندسی پزشکی در دانشکده مهندسی توفتس و عضو هیئت علمی دانشکده علوم پزشکی Sackler توفتس خاطر نشان کرد :ما به شرایطی که در آن ipsc به نورون ها تمایز پیدا می کند،دست یافتیم، این روش به خوبی به تمایز آستروسیت به شبکه های نورونی در بدن شباهت دارد . داربست های ابریشمی کلاژن، محیط مناسب را به صورتی فراهم می کند که بیان ژنتیکی و سیگنال های الکتریکی در سلول ها همانند سلول های بافت عصبی باشد.
بر طبق این مقاله، مدل سه بعدی در مقایسه با رشد و کشت سلول ها در دوبعد، مجموعه کامل تری از سلول های مشابه بافت عصبی از نظر مورفولوژی ، بیان گیرنده ها و انتقال دهنده های عصبی ایجاد می کند.
محققان دیگر از iPSCs برای ایجاد ارگانوئید مغزی استفاده کرده اند که ساختارهای کروی به هم فشرده کوچک هستند که برای درک پیشرفت و عملکرد مغز مفیدند ولی همچنان به دست آوردن اطلاعات از عملکرد سلول ها در اندام واقعی دشوار است. همچنین سلول های مرکزی ارگانوئید ممکن است به اندازه ی کافی اکسیژن یا مواد غذایی دریافت نکنند. در ساختار متخلخل بافت های سه بعدی کشت شده که در این مقاله توصیف شده اند ، اکسیژن رسانی فراوان، دسترسی به مواد غذایی و امکان بررسی خواص سلولی فراهم شده. شفاف سازی مرکز ماتریکس سه بعدی، محققان را قادر می سازد تا رشد، سازماندهی و رفتار سلول های منفرد را تجسم کنند.

William Cantley اولین نویسنده ی این تحقیق بیان کرد : رشد شبکه های عصبی در مدل های بافت سه بعدی هم در حالتی که از سلول های فرد سالم استفاده شود و هم در حالتی که از سلول های فرد بیمار استفاده شود ،پایدار و سازگار است .این موضوع امکان بررسی قابل اعتماد بیماری های مختلف و اثرات آن در بلند مدت بر سلول ها را فراهم می کند.
محققان به دنبال استفاده بیشتر از مدل های بافت سه بعدی با تکنیک های تصویربرداریپیشرفته هستند و با اضافه کردن انواع سلول های دیگرمانند سلول های میکروگلیا و اندوتلیال مدل کامل تری از محیط مغز ایجاد کنند و در این صورت امکان بررسی تعاملات پیچیده مانند انتقال پیام، یادگیری انعظاف و تخریب پذیری فراهم می شود.

William Cantley اولین نویسنده ی این تحقیق بیان کرد : رشد شبکه های عصبی در مدل های بافت سه بعدی هم در حالتی که از سلول های فرد سالم استفاده شود و هم در حالتی که از سلول های فرد بیمار استفاده شود ،پایدار و سازگار است .این موضوع امکان بررسی قابل اعتماد بیماری های مختلف و اثرات آن در بلند مدت بر سلول ها را فراهم می کند.
محققان به دنبال استفاده بیشتر از مدل های بافت سه بعدی با تکنیک های تصویربرداریپیشرفته هستند و با اضافه کردن انواع سلول های دیگرمانند سلول های میکروگلیا و اندوتلیال مدل کامل تری از محیط مغز ایجاد کنند و در این صورت امکان بررسی تعاملات پیچیده مانند انتقال پیام، یادگیری انعظاف و تخریب پذیری فراهم می شود.

William Cantley اولین نویسنده ی این تحقیق بیان کرد : رشد شبکه های عصبی در مدل های بافت سه بعدی هم در حالتی که از سلول های فرد سالم استفاده شود و هم در حالتی که از سلول های فرد بیمار استفاده شود ،پایدار و سازگار است .این موضوع امکان بررسی قابل اعتماد بیماری های مختلف و اثرات آن در بلند مدت بر سلول ها را فراهم می کند.
محققان به دنبال استفاده بیشتر از مدل های بافت سه بعدی با تکنیک های تصویربرداریپیشرفته هستند و با اضافه کردن انواع سلول های دیگرمانند سلول های میکروگلیا و اندوتلیال مدل کامل تری از محیط مغز ایجاد کنند و در این صورت امکان بررسی تعاملات پیچیده مانند انتقال پیام، یادگیری انعظاف و تخریب پذیری فراهم می شود.

William Cantley اولین نویسنده ی این تحقیق بیان کرد : رشد شبکه های عصبی در مدل های بافت سه بعدی هم در حالتی که از سلول های فرد سالم استفاده شود و هم در حالتی که از سلول های فرد بیمار استفاده شود ،پایدار و سازگار است .این موضوع امکان بررسی قابل اعتماد بیماری های مختلف و اثرات آن در بلند مدت بر سلول ها را فراهم می کند.
محققان به دنبال استفاده بیشتر از مدل های بافت سه بعدی با تکنیک های تصویربرداریپیشرفته هستند و با اضافه کردن انواع سلول های دیگرمانند سلول های میکروگلیا و اندوتلیال مدل کامل تری از محیط مغز ایجاد کنند و در این صورت امکان بررسی تعاملات پیچیده مانند انتقال پیام، یادگیری انعظاف و تخریب پذیری فراهم می شود.

 

این تصویر با اشعه فلئورسنت گرفته شده که نورون ها به رنگ سبز، آستروسیت ها قرمز و سیلک پروتئین های ماتریکس(آبی) می باشند.میدان تصویر460 میکرون است.
(تصویر تهیه شده توسط دانشگاه توفتس)

همچنین ببینید

مبارزه با ریشه سرطان مغز

غلبه بر مقاومت تومور های گلیوبلاستوما در برابر درمان محققان دانشگاه McGill پروتئین هایی که …

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *