3D yazıcıdan hücreleri püskürterek, araştırmacılar beyin gibi görünen ve davranan bir doku oluşturdular. Son yıllarda, bilim insanları 3D yazıcıları hücreler ve diğer iskele bileşenleriyle yükleyerek canlı dokular oluşturmayı öğrendiler, ancak gerçek beyin benzeri yapılar oluşturmak bir zorluk olmuştur. Şimdi, bir ekip, baskı tekniklerini değiştirerek insan beynindeki sinyalleşmeyi daha iyi taklit eden çeşitli hücre alt tiplerini basabilir ve birleştirebileceklerini gösterdi. Çalışmaya dahil olmayan Utrecht Üniversitesi'nde rejeneratif tıp araştırmacısı olan Riccardo Levato, "[araştırmacıların] beyin hücrelerinin nasıl çalıştığını replike edebilmeleri etkileyici," diyor. "Bu, birkaç basit düzenleme ile [hücrelerin] bazı ilginç fonksiyonel tepkileri almaya başlayabileceğinizin ilk gösterimidir." Geçen hafta Cell Stem Cell'de açıklanan yeni teknoloji, laboratuvarda nörobilimcilerin kullandığı mevcut tekniklere göre avantajlar sunabilir. Bir yaygın yaklaşım, organoidler adı verilen minyatür beyin benzeri küçük yapılar oluşturmak için kök hücreleri kullanmaktır. Ancak araştırmacılar bu yapıların içindeki hücre türlerini veya konumlarını kontrol edemezler. Her organoid "benzersizdir," bu da araştırma sonuçlarını tekrarlamayı zorlaştırır, diyor yeni çalışmanın yazarlarından Wisconsin–Madison Üniversitesi'nden nörolog Su-Chun Zhang. Ancak doğru türde 3D baskı ile "farklı hücre tiplerinin nereye yerleştirileceğini kontrol edebilirsiniz," diyor Oxford Üniversitesi'nden gelişimsel biyolog Francis Szele. Geçmişteki çalışmalar, araştırmacıların hücrelerin nasıl olgunlaştığını ve bağlantılar kurduğunu incelemelerine izin veren beyin dokularını oluşturmak için 3D yazıcıları kullandığını, hatta baskı yapılmış dokuyu fare beyinlerine entegre ettiğini gösterdi. Ancak bu yapıların sınırlı işlevselliği vardı. Daha işlevsel baskı dokular üreten çabalar, insan hücreleri değil, sıçan hücreleri kullanmıştı. Yeni çalışmada, Zhang'ın ekibi, birden fazla beyin hücresi alt tipini daha iyi taklit eden hücreleri basmak ve bir araya getirmek için baskı tekniklerini değiştirdi. İnsan nöral ve gliyal progenitör hücrelerinin ayrı yatay çizgilerini bastılar, ki bunlar birden çok beyin hücresi tipine dönüşebilir. Ayrıca, "mürekkep" olarak adlandırılan hücreler arasında bir tutkal görevi gören hidrojelin bileşimini değiştirdiler. Yeni hidrojel tarifleri, dokuya destek sağladı ancak hücrelerin gerçek bir beyinde olduğu gibi hareket etmelerine veya bağlantılar kurmalarına engel olmayacak kadar sert değildi. Oluşan 3D yapılar, hücrelerin kendi bantlarındaki hücrelerle bağlantılar kurduğu gibi diğer bantlara doğru uzanan bağlantılarla gelişen beyinleri taklit etti. Bu aktivite, araştırmacıların progenitör hücrelerin nasıl olgunlaştığını ve bağlantı kurduğunu gözlemlemelerine olanak tanıdı. Araştırmacılar daha sonra belirli oranlarda farklı hücreleri basarak farklı yapılar oluşturdular. Örneğin, bir yapı, farklı türde sinyal molekülleri kullanarak iletişim kuran inhibe edici ve uyarıcı nöronları birleştiriyordu. Araştırmacılar ardından önemli bir destek hücresi olan astrogliaları ekledi. Birçok durumda, nöronlar elektrik sinyalleri üretti ve astroglialar nörotransmitter glutamati emerek görevlerini yerine getirdi, bu da beyindeki gibi işlevsel bağlantılar kurduklarını gösteriyordu. Araştırmacılar, beyinin dış korteks ve daha derin striatumdaki iki hücre tipini birleştirdiklerinde, kortikal hücrelerin striatal hücrelere doğru projeksiyonlar uzattıklarını, ancak tersinin olmadığını gördüler, bu da insan beyninde görüldüğü gibi. Bu, araştırmacılara yapıların beynin nasıl organize edildiğini taklit edebileceğini söyledi. Ancak, uzmanlar basılan dokuların hala oldukça ince olduğunu - yaklaşık 50 mikron veya insan saçının çapı - bu nedenle gerçek bir beyinin 3D karmaşıklığını tam olarak taklit etmediklerini belirtiyorlar. "Dezavantaj, yalnızca bir katmanı basabilmeleri ve bir araya yığmaları, bu yüzden daha çok 2.5D gibi," diyor çalışmaya dahil olmayan Oxford biyomühendisi ve kimyasal biyolog Linna Zhou. .science.org