تولید بافت مغز چاپ سه‌بعدی که درست مثل مغز واقعی کار می‌کند

 دانشمندان بافتی چاپ کرده‌اند که کمتر از ۰.۰۲ سانتیمتر ضخامت دارد و دارای سلول‌های عصبی و سلول‌های پشتیبان سلول‌های عصبی موسوم به گلیال است. تمام این سلول‌ها می‌توانند با یکدیگر ارتباط برقرار کنند و شبکه تشکیل دهند، همان کاری که در مغز واقعی انسان می‌کنند.

این بافت با استفاده از «چاپگر» زیستی ساخته شد که ژل حاوی سلول‌های بنیادی را در لایه‌هایی افقی تولید کرد. سپس، سلول‌های بنیادی با مواد شیمیایی تحریک شدند تا به سلول‌ مغز تبدیل شوند. این لایه‌های بافت در ظرف آزمایشگاهی به‌دقت روی هم چیده شدند و نمونه بافت کامل شکل گرفت.

این پژوهش در مقاله‌ای در نشریه سلول‌ بنیادی (Cell Stem Cell) منتشر شده است. دانشمندان امیدوارند از نمونه‌های گوناگون بافت مغز چاپ سه‌بعدی بتوان برای آزمایش داروهای جدید بیماری‌هایی مانند زوال عصبی و اختلال‌های روانپزشکی که بر عملکرد مغز تاثیر می‌گذارند، استفاده کرد. در واقع، نمونه‌های چاپ‌شده متفاوت را می‌توان به‌نحوی تولید کرد که ویژگی‌های خاص هر اختلال را داشته باشند.

 

دانشمندان پیش‌تر سعی کرده بودند بافت مغز انسان را چاپ کنند. اما سلول‌های عصبی و سلول‌های پشتیبان در محصول نهایی نتوانستند شبکه ارتباطی با یکدیگر تشکیل دهند. در روش چاپ جدید، از ژلی استفاده شد که به اندازه کافی نرم بود تا فرایند را تسهیل کند و سلول‌ها به یکدیگر متصل شوند. علاوه بر این، ژل از استحکام مورد نیاز برای کنار هم نگه داشتن لایه‌های بافت مغز برخوردار بود.

در پژوهش جدید برخلاف روش‌های معمول چاپ سه‌بعدی، که لایه‌ها به‌صورت عمودی روی یکدیگر چیده می‌شوند، لایه‌های ژل به‌صورت افقی کنار هم قرار داده شدند. بنابراین، لایه‌ها نازک‌تر بودند و سلول‌ها در معرض اکسیژن و مواد مغذی بیشتری قرار گرفتند.

سلول‌های بنیادی چاپ‌شده به سلول‌های عصبی و گلیال تبدیل شدند که شبکه‌هایی مشابه شبکه‌های مغز انسان تشکیل دادند و حتی از طریق پیام‌رسان شیمیایی موسوم به ناقل عصبی با یکدیگر ارتباط برقرار کردند.

مدل جدید هنوز ضعف‌هایی دارد و دانشمندان همچنان مشغول کارند تا کاستی‌های احتمالی را اصلاح کنند. نویسنده ارشد این تحقیق می‌گوید: «این همان‌طور که از اسمش پیدا است نمونه است، مغز واقعی نیست.»