Secondo la Monash University, in Australia, i ricercatori di ingegneria hanno utilizzato con successo bioinchiostri contenenti cellule viventi (neuroni) per stampare reti nervose 3D che possono crescere in laboratorio e trasmettere e rispondere ai segnali nervosi.
Utilizzando un approccio di ingegneria tissutale e la biostampa con due bioinchiostri contenenti rispettivamente cellule viventi e materiali non cellulari, i ricercatori sono stati in grado di imitare la disposizione della materia grigia e della materia bianca osservata nel cervello.
Secondo il professor John Forsythe del Dipartimento di Scienza e Ingegneria dei Materiali della Monash University, che sta guidando la ricerca, le colture di cellule nervose 2D sono state precedentemente utilizzate per studiare la formazione delle reti nervose e i meccanismi delle malattie, ma queste strutture relativamente piatte non t riflettono il modo in cui i neuroni crescono e interagiscono con l’ambiente circostante.
“Le reti sviluppate in questa ricerca hanno replicato fedelmente la natura 3D dei circuiti in un cervello vivente, dove le cellule nervose estendono processi chiamati neuriti per formare connessioni tra diversi strati della corteccia”, ha affermato il professor Forsythe. “Abbiamo scoperto che le proiezioni che crescono dai neuroni nello strato stampato di ‘materia grigia’ o cellulare crescono facilmente attraverso lo strato di ‘sostanza bianca’ e lo usano come ‘autostrada’ per comunicare con i neuroni in altri strati… Non solo siamo stati in grado di costruire un layout di base simile a quello che vediamo nelle regioni del cervello, ma abbiamo scoperto che i neuroni effettivamente si comportavano in modo simile”.
Misurazioni elettrofisiologiche sensibili hanno confermato l’attività spontanea di tipo nervoso che si svolge nelle reti neuronali 3D oltre alle risposte evocate dalla stimolazione elettrica e dai farmaci. La presenza di attività elettrica rilevabile nelle reti 3D di ingegneria tissutale rappresenta un significativo passo avanti nel campo delle neuroscienze e della bioprinting.
Le reti neurali 3D biostampate saranno probabilmente una piattaforma promettente per studiare come si formano e crescono i nervi e le reti nervose, indagando come alcune malattie influenzano la neurotrasmissione e screening dei farmaci per i loro effetti sulle cellule nervose e sul sistema nervoso.
Lo studio, intitolato “3D Functional Neuronal Networks in Free-Standing Bioprinted Hydrogel Constructs”, è stato pubblicato su Advanced Healthcare Materials.
