Uređaj nazvan "mikrofluidnim bioreaktorom", u kojem su laboratorijski uzgojeni dijelovi moždanog tkiva, zapravo je čip veličine 4 x 6 centimetara koji uključuje udubljenja u kojima rastu moždani organoidi. Kroz njega kolaju tekućine bogate hranjivim tvarima, baš kao što se to događa u pravom ljudskom mozgu.

Novi pristup poznatoj tehnologiji

Koristeći ovaj sustav Ikram Khan s Indijskog tehnološkog instituta Madras u Chennaiju i njegove kolege s Massachusetts Institute of Technology (MIT) dokazali su kako se moždane stanice mogu razvijati unutar čipa i o tome napisali rad koji objavljuje Biomicrofluidics.

Uzgoj moždanog tkiva u laboratoriju teoretski bi omogućio znanstvenicima da testiraju kako mozak pacijenata reagira na različite vrste lijekova.

Uređaji za uzgoj moždanih organoida već postoje, ali budući da su posude zatvorene kako bi se izbjegla kontaminacija mikroorganizmima u zraku, nemoguće ih je dohranjivati sastojcima poput aminokiselina, vitamina, soli i glukoze ili pak ukloniti otpad koji proizvode stanice. Zbog toga stanice obično umiru za nekoliko dana.

Istraživači su taj problem pokušali zaobići dodavanjem cjevčice za dopremu hranjivih tvari u moždano tkivo. No kako su bile neprozirne, znanstvenici nisu mogli vidjeti kako tkivo reagira na lijekove.

Zato su Khan i njegovi kolege osmislili jednostavniji uređaj koji kombinira sve potrebne dijelove, od platforme na kojoj tkiva rastu do cjevčica. I sve se to nalazi na jednom čipu koji se može ispisati u 3D pisaču pomoću biokompatibilne smole koja se koristi u zubnoj kirurgiji.

Bioreaktori kontroliraju protok tekućine za dopunjavanje i ekstrakciju otpada kroz cijevi u zatvorenom inkubatoru, pružajući pritom potpunu vidljivost procesa.

Tkivo nalik pravom

Istraživači su matične stanice proučavali mikroskopom i tjedan dana pratili razvoj moždanog tkiva, sve dok organoidima nije ponestalo prostora za daljnji rast. primijetili su da se stanice umnožavaju i tvore strukturu nalik onima u pravom mozgu. Tkivo je izgledalo poput onoga u neokorteksu, moždanom sloju odgovornom za funkcije višeg reda poput razmišljanja, rasuđivanja i razumijevanja jezika.

Organoidi ljudskog mozga već su i ranije dosizali takvu razinu razvoja u laboratoriju, ali ovo je prvi put da se to dogodilo u tako jeftinom uređaju na čiju je izradu potrošeno samo pet dolara, a pritom omogućuje i dobru vidljivost tkiva.

Ovaj pristup trebao bi u budućnosti pomoći oboljelima, a Khan je u međuvremenu u Indiji osnovao tvrtku koja će se baviti komercijalizacijom projekta.