Macierz z mikrorurek - doskonała platforma do hodowli neuronów

[KopalniaWiedzy.pl 320]

Mikrorurki stanowią dobre rusztowanie do hodowli neuronów, tak by naukowcy mogli badać ich sieci, wzrost i naprawę. Jak dowodzi amerykański zespół, to szansa na uzyskanie wglądu w przebieg i leczenie chorób neurodegeneracyjnych lub naprawę połączeń nerwowych po urazie.

Zespół z University of Illinois at Urbana-Champaign i University of Wisconsin-Madison postuluje, że pewnego dnia mikrorurki będzie można wszczepiać jak stenty.

To istotna trójwymiarowa platforma do hodowli. Możemy jednocześnie kierować, przyspieszać i mierzyć proces wzrostu neuronów - podkreśla Xiuling Li.

Naukowcom, którzy chcą hodować neurony, trudno odtworzyć miękkie, trójwymiarowe środowisko mózgu. Dotąd próbowano stosować szkiełka podstawowe lub rowki wydrążone w twardych bloczkach materiału, ale neurony zachowują się wtedy inaczej niż w organizmie.

W ramach najnowszych testów Amerykanie posłużyli się macierzą mikrorurek. Uzyskano ją za pomocą technologii opracowanej przez laboratorium Li z myślą o elektronice, np. induktorach 3D. Jak tłumaczą autorzy publikacji z pisma Nano, bardzo cienkie błony z azotku krzemu same zwijają się w rurki o określonych wymiarach. Mają one średnicę komórki, a ich długość odpowiada średnicy ludzkiego włosa. Neurony rosną wzdłuż i przez światło rurek. By znaleźć kolejną rurkę, komórki wprowadzają w szczeliny wypustki eksploracyjne.

Paul Froeter opracował metodę "układania" rurek z azotku krzemu na szkiełku. Ponieważ są one przezroczyste, wzrost neuronów można obserwować za pomocą zwykłego mikroskopu. Możliwość obserwacji zarówno przez rurki, jak i położony niżej substrat wiele zmieniła. Bez tego moglibyśmy zauważyć ogólne zwiększenie tempa wzrostu, ale nigdy nie dostrzeglibyśmy dramatycznych zmian, jakie zachodzą podczas przejścia komórek z płaskich rejonów na wstawki z rurek - podkreśla prof. Justin Williams.

Cienkie mikrorurki są na tyle giętkie, by owinąć się wokół neuronów bez ich spłaszczania lub uszkadzania. Akademicy stwierdzili, że aksony rosną w rurkach jak w pochewkach z prędkością do 20 razy wyższą niż w przypadku przeciskania się przez szczeliny. Nic dziwnego, że aksony lubią rosnąć w rurkach. W identycznym typie przestrzeni rozwijają się [przecież] in vivo. Tym, co naprawdę zaskakuje, jest to, o ile szybciej rosną - dodaje Williams.

Rozmiar macierzy mikrorurek można dostosować do wielkości badanych komórek nerwowych. Kolejnym etapem studium ma być umieszczenie w nich elektrod, tak by można było mierzyć przewodzenie impulsów elektrycznych. Jeśli umieścimy elektrodę w rurce, czyli tam, gdzie wejdzie w bezpośredni kontakt z aksonem, będziemy w stanie o wiele lepiej badać przewodnictwo nerwowe [...] - wyjaśnia Froeter.

Amerykanie pracują także nad układaniem mikrorurek w wielu warstwach. Gdybyśmy umieli wyhodować na sobie neurony tworzące wiązkę, moglibyśmy symulować zjawiska zachodzące w naszym rdzeniu czy kończynach. Później uszkadzalibyśmy dojrzałe hodowle, wprowadzali mikrorurki i obserwowali ich odrastanie.

 

 

« powrót do artykułu