ПОСЛЕЗАВТРА
Импланты из стволовых клеток помогут в лечении травм головного мозга
Исследователи Оксфордского университета (Великобритания) разработали способ 3D-печати мозговой ткани, полученной из стволовых клеток человека. Лабораторные опыты показали, что новый имплант демонстрирует многообещающую совместимость с мозговой тканью мышей. В будущем подобные разработки позволят ученым существенно продвинуться в лечении травм мозга.
Черепно-мозговые травмы, произошедшие в том числе в результате инсульта или операций по удалению мозговых опухолей, обычно приводят к значительному повреждению коры головного мозга, что в свою очередь нарушает когнитивные, двигательные и коммуникативные способности пострадавшего. Так, каждый год в мире от черепно-мозговых травм страдает около 70 млн. человек, из которых 5 млн. случаев являются тяжелыми или смертельными. В этой связи большие надежды возлагаются на регенеративную терапию, где в качестве имплантов используются ткани, полученные из стволовых клеток самого пациента. Однако до недавнего времени ученые не обладали способом заставить имплантируемые ткани мимикрировать архитектуру мозга.
В своей работе, результаты которой были опубликованы в научном журнале Nature Communications, британские исследователи создали двухслойную мозговую ткань, полученную методом 3D-печати из человеческих полипотентных стволовых клеток (hiPSC). Ключевым преимуществом использования hiPSC-клеток является то, что последние можно легко получить из тканей самих пациентов, и, как следствие, исключается вероятность отторжения иммунной системой. Полученные hiPSC-клетки путем особых комбинаций факторов роста и химикатов были дифференцированы в нейральные клетки-предшественницы (прогениторные клетки). Последние, в свою очередь, были помещены в раствор для получения двух «биочернил», которые затем были напечатаны для получения двухслойной ткани. Такая ткань сохраняла клеточную архитектуру в течение нескольких недель, о чем свидетельствовала экспрессия соответствующих биомаркеров. Последующая имплантация в срезы мозга мышей показала сильную интеграцию тканей, что проявлялось в проекции нейронных процессов и миграцией нейронов между имплантом и тканью хозяина. Имплантированные клетки также продемонстрировали сигнальную активность, которая коррелировала с активностью клеток-хозяев.
Ученые намерены продолжать совершенствование технологии 3D-печати для получения сложных многослойных тканей, более реалистично мимикрирующих архитектуру человеческого мозга. Помимо лечения травм мозга, новая технология также найдет применение в тестировании лекарственных препаратов, изучении развития мозга и лучшем понимании основ когнитивной деятельности.
«Это достижение знаменует собой значительный шаг на пути к созданию материалов, обладающих полной структурой и функциями естественной ткани мозга. Эта работа предоставит уникальную возможность изучить внутренние механизмы коры головного мозга человека, а в долгосрочной перспективе даст надежду тем, кто пострадал от черепно-мозговых травм», — заявил ведущий автор исследования доктор Йонгченг Цзин.