محققان از سلول‌های بنیادی عصبی انسان برای چاپ سه‌بعدی بافت عملکردی مغز استفاده کرده‌اند که معماری قشر مغز، بیرونی‌ترین لایه مغز را تقلید می‌کند. این روش پیشرفته پتانسیل این را دارد که ترمیم‌های ویژه آسیب‌های مغزی را ارائه دهد.
مغز ما دارای معماری ظریف و پیچیده‌ای است که می‌تواند توسط ضربه، سکته مغزی، صرع و جراحی تومور آسیب ببیند و منجر به مشکلاتی در ارتباط، حرکت و شناخت شود. سلول‌های بنیادی پتانسیل رشد مجدد بافت آسیب‌دیده مغز را دارند، اما تاکنون ثابت شده است که بازسازی ساختار مغز با استفاده از سلول‌ها دشوار است.
در یک مطالعه جدید، محققان دانشگاه آکسفورد یک بافت مغزی دو لایه را با چاپ سه‌بعدی سلول‌های بنیادی عصبی انسان ساختند. هنگامی که این بافت در مغز موش کاشته می‌شود، هم از نظر ساختاری و هم از نظر عملکردی با آن یکپارچه می‌شود.
«لینا ژو»، یکی از نویسندگان مربوط به این مطالعه گفت:
«تکنیک چاپ ما ابزاری برای مهندسی بافت‌های سه‌بعدی با معماری‌های دلخواه فراهم می‌کند. این تکنیک ما را به ایجاد درمان‌های ویژه برای آسیب مغزی نزدیک‌تر می‌کند.»
سلول‌های بنیادی پرتوان القایی انسانی (hiPSCs) پتانسیل زیادی برای استفاده در درمان‌های بازسازی بافت دارند.
در مطالعه حاضر، محققان ابتدا hiPSCها را به دو نوع سلول پیش‌ساز عصبی که برای تشکیل لایه‌های فوقانی و عمیق قشر مغز طراحی شده‌اند، متمایز کردند.
به این سلول‌های پیش‌ساز چاپ‌شده اجازه داده شد تا بالغ شوند، تا پس از آن در بافت‌های لایه‌ای مغز موش زنده کاشته شوند؛ جایی که رشد و فعالیت آنها طی یک هفته نظارت می‌شد.
بافت‌های کاشته‌شده یکپارچگی قوی با سلول‌های مغز موش و فعالیت سیگنال‌دهی مرتبط با سلول‌های میزبان را نشان دادند که ثابت می‌کرد سلول‌ها با یکدیگر در ارتباط هستند و یکپارچگی عملکردی و ساختاری دارند.
«زلتان مونلار»، یکی دیگر از نویسندگان مرتبط با این مطالعه گفت:
«رشد مغز انسان یک فرآیند ظریف و پیچیده است. ساده‌لوحانه است اگر فکر کنیم می‌توانیم کل پیشرفت سلولی را در آزمایشگاه بازسازی کنیم. بااین‌وجود، پروژه چاپ سه‌بعدی ما پیشرفت قابل‌توجهی را در کنترل سرنوشت و ترتیب iPSCهای انسانی برای تشکیل بخش‌های اصلی قشر مغز نشان می‌دهد.»
از آنجایی که قشر مغز انسان دارای حداکثر شش لایه سلول عصبی است، محققان قصد دارند تکنیک چاپ سه‌بعدی را برای ایجاد بافت‌های پیچیده‌تر و چند لایه‌ای که به‌طور واقعی‌تر معماری مغز را تقلید می‌کنند، اصلاح کنند. این کار فرصتی منحصربه‌فرد برای کاوش در عملکرد قشر انسان فراهم می کند و در درازمدت به افرادی که دچار آسیب‌های مغزی می‌شوند امید خواهد داد.
