შემუშავებულია 3D ბეჭდვის ახალი მეთოდი, რომელმაც შეიძლება თავის ტვინის ტრავმების მკურნალობას შეუწყოს ხელი

მკვლევარებმა შექმნეს ხელოვნური ქსოვილი, რომელიც წარმოადგენს თავის ტვინის ქერქის გამარტივებულ ვერსიას ადამიანის ღეროვანი უჯრედების 3D ბეჭდვის გამოყენებით. თაგვის ტვინის ჭრილებში ჩადგმისას, ეს სტრუქტურები წარმატებით ინტეგრირდება მის ქსოვილთან.

ეს არის რევოლუციური მეთოდი, რომელიც ოქსფორდის უნივერსიტეტის მეცნიერებმა შეიმუშავეს და მომავალში, შეიძლება უზრუნველჰყოს ინდივიდუალური მკურნალობა თავის ტვინის ტრავმების მქონე ადამიანებისთვის. ეს კვლევა პირველად აჩვენებს, რომ 3D პრინტერის გამოყენებით შეიძლება შეიქმნას ნერვული უჯრედები თავის ტვინის ქერქის სტრუქტურის იმიტაციისთვის. ამ კვლევის შედეგები გამოქვეყნდა ჟურნალში Nature Communications.

თავის ტვინის ტრავმებიები, მათ შორის ინსულტი და ტვინის სიმსივნის დროს ქირურგიული ჩარევა, ხშირად თავის ტვინის ქერქის მძიმე დაზიანებას იწვევს, რასაც მოჰყვება მოძრაობისა და კომუნიკაციის პრობლემები. თავის ტვინის ტრავმული დაზიანების წლიური სიხშირე დაახლოებით 70 მილიონია, აქედან 5 მილიონს აქვს მძიმე ან სასიკვდილო დაზიანება. ამჟამად, თავის ტვინის მძიმე დაზიანებების ეფექტური მკურნალობის ხერხი არ არსებობს, რაც სერიოზულად მოქმედებს დაზარალებულთა ცხოვრების ხარისხზე.

ქსოვილის რეგენერაციული თერაპია, განსაკუთრებით ის, რაც გულისხმობს პაციენტის საკუთარი ღეროვანი უჯრედებიდან წარმოქმნილი ქსოვილის იმპლანტაციას, სამომავლოდ თავის ტვინის დაზიანებების სამკურნალოდ პერსპექტიულ მიდგომას წარმოადგენს. თუმცა, აქამდე არ არსებობდა მეთოდი იმის უზრუნველსაყოფად, რომ იმპლანტირებული ღეროვანი უჯრედები მიბაძავდნენ ტვინის არქიტექტურას.

ამ ახალ კვლევაში, ოქსფორდის უნივერსიტეტის მეცნიერებმა შექმნეს ტვინის ორფენიანი ქსოვილი ადამიანის ნერვული ღეროვანი უჯრედების 3D ბეჭდვის გამოყენებით. თაგვის ტვინის ჭრილებში ჩანერგვის შემდეგ, ამ უჯრედებმა აჩვენეს დამაჯერებელი სტრუქტურული და ფუნქციური ინტეგრაცია მათ ქსოვილთან.

"ეს მიღწევა წარმოადგენს მნიშვნელოვან პროგრესს მასალების შექმნის ტვინის ბუნებრივი ქსოვილის სრული სტრუქტურით და ფუნქციით. ეს ნამუშევარი ასევე ხსნის უნიკალურ შესაძლებლობებს ადამიანის თავის ტვინის ქერქის ფუნქციონირების შესასწავლად და თავის ტვინის ტრავმების მქონე ადამიანების სამომავლო მკურნალობის იმედს იძლევა" იუნჩენ ცზინი, კვლევის წამყვანი ავტორი (ქიმიის დეპარტამენტი, ოქსფორდის უნივერსიტეტი).

კორტიკალური სტრუქტურის შექმნა განხორციელდა ადამიანის ინდუცირებული პლურიპოტენტური ღეროვანი უჯრედების (hiPSC) გამოყენებით, რომლებსაც პოტენციურად შეუძლიათ გარდაიქმნას სხვადასხვა ტიპის უჯრედებად, რომლებიც უმეტესად, ადამიანის ქსოვილებში გვხვდება. hiPSC-ების უპირატესობა არის პაციენტის უჯრედებიდან მათი მიღების შესაძლებლობა, რაც ამცირებს იმუნური შეუთავსებლობის რისკს.

HiPSC-ები დიფერენცირებულ იქნა როგორც ნეირონული წინამორბედები თავის ტვინის ქერქის ორი განსხვავებული შრისგან, ზრდის ფაქტორებისა და ქიმიკატების სპეციფიკური კომბინაციების გამოყენებით. შემდეგ, უჯრედები გამოიყენეს ორფენიანი სტრუქტურის შესაქმნელად 3D ბეჭდვის გამოყენებით. დაბეჭდილმა ქსოვილებმა რამდენიმე კვირის განმავლობაში შეინარჩუნეს მრავალშრიანი ფიჭური არქიტექტურა, რაც დადასტურდა ფენის სპეციფიკური ბიომარკერების ექსპრესიით.

თაგვების ტვინში დაბეჭდილი ქსოვილების იმპლანტაციის შემდეგ, გამოვლინდა ძლიერი ინტეგრაცია, რომელიც აღინიშნა ნერვული წანაზარდების პროექციით და ნეირონების მიგრაციით იმპლანტსა და მასპინძელ ქსოვილს შორის ინტერფეისის გასწვრივ. იმპლანტირებულმა უჯრედებმა ასევე მასპინძელი უჯრედების აქტივობასთან შეთანხმებული აქტიური სიგნალი აჩვენეს. ეს მიუთითებს ადამიანისა და თაგვის უჯრედებს შორის ურთიერთქმედებაზე, რაც ადასტურებს ფუნქციურ და სტრუქტურულ ინტეგრაციას.

ამ დროისთვის, მკვლევარები აპირებენ წვეთოვანი ბეჭდვის ტექნიკის გაუმჯობესებას, რათა შექმნან თავის ტვინის ქერქის უფრო რთული, მრავალშრიანი სტრუქტურები, რომელიც უკეთესად მოახდენს ადამიანის ტვინის არქიტექტურის იმიტაციას. გარდა თავის ტვინის ტრავმების სამკურნალოდ მათი პოტენციალისა, ეს ხელოვნური ქსოვილები შეიძლება გამოყენებულ იქნას წამლების შესამოწმებლად, ტვინის განვითარების შესასწავლად და ძირითადი შემეცნებითი პროცესების გასაუმჯობესებლად.

ეს მიღწევა ეფუძნება გუნდის ათწლეულების გამოცდილებას სინთეზური ქსოვილებისა და კულტივირებული უჯრედებისთვის 3D ბეჭდვის ტექნოლოგიების შემუშავებისა და დაპატენტების სფეროში.

„ეს ფუტურისტული ნამუშევარი შეიქმნა ქიმიის დეპარტამენტისა და ფიზიოლოგიის, ანატომიის და გენეტიკის დეპარტამენტს შორის უაღრესად დისციპლინირებული თანამშრომლობის დამსახურებით და გვაახლოებს თავის ტვინის ტრავმების პერსონალიზებული მკურნალობის შემუშავებასთან“, - თქვა პროფესორმა ჰაგანა ბეილიმ (ოქსფორდის უნივერსიტეტის ქიმიის დეპარტამენტი)