Чтобы живые клетки мозга могли расти и объединяться в ткани в пробирке, им нужна основа. Ученые называют это внеклеточный матрикс или биологическое покрытие. Проблема в том, что до сих пор такой «клей» делали из материалов животного происхождения — извлекали белки из тканей мышей или коров.
Ученые впервые вырастили полноценную модель мозга без животных компонентов
Сейчас, чтобы проверить новое лекарство, например, от болезни Альцгеймера, проводят опыты на мозге грызунов. Однако, во-первых, это не мозг человека, а во-вторых, многие люди выступают против испытаний на животных по этическим соображениям. Альтернатива есть — вырастить органоид мозга в лаборатории. Ученым впервые удалось это сделать.
Pixabay
Подобный «клей» был нестабильным, поскольку одна партия немного отличалась от другой, а значит, эксперимент повторить было бы трудно. Специалисты также никогда не были уверены, что именно в этом материале заставляет клетки вести себя так, а не иначе.
Ученые из Калифорнийского университета впервые смогли создать функциональную, работающую ткань, похожую на мозг, полностью без каких-либо компонентов животного происхождения. Исследование было опубликовано в журнале Advanced Functional Materials.
В основу их изобретения лег химически нейтральный синтетический полимер — полиэтиленгликоль (ПЭГ). Это довольно гладкий и скользкий материал, а потому клетки не могут за него зацепиться и просто скатываются. Обычно к нему как раз добавляют те самые животные белки.
i-HNSC были засеяны на волокна BIPORES и двухмерные субстраты с покрытием ECM для оценки адгезии, миграции и пролиферации в течение 21 дня.
Исследователи решили поступить иначе. Они преобразили полиэтиленгликоль. С помощью технологии, использующей потоки воды и этанола, они создали внутри ПЭГ лабиринт из небольших и соединенных между собой пор — дырочек и каналов. А затем заморозили структуру.
В результате получился не гладкий кусок пластика, а пористый каркас, который клетки стали воспринимать как привычную для них среду. Они смогли за него ухватиться, начали перемещаться по этим каналам, размножатся и, что самое главное, объединяться в сложные сети, похожие на нейронные сети в настоящем мозге.