Questo risultato apre nuove prospettive per lo studio del cervello e lo sviluppo di trattamenti per disturbi neurologici e dello sviluppo neurologico come l’Alzheimer e il Parkinson.
A differenza dei metodi precedenti che utilizzavano la stratificazione verticale, il gruppo di ricerca utilizza un approccio orizzontale. Usano un “bioinchiostro” più morbido e posizionano i neuroni cresciuti da cellule staminali pluripotenti indotte uno accanto all’altro.
“Questo potrebbe essere un modello estremamente potente per aiutarci a capire come le cellule cerebrali e le parti del cervello comunicano negli esseri umani”, afferma Su-Chun Zhang, professore di neuroscienze e neurologia presso il Waisman Center dell’UW-Madison. “Potrebbe cambiare il modo in cui guardiamo alla biologia delle cellule staminali, alle neuroscienze e alla genesi di molte malattie neurologiche e psichiatriche”.
Le cellule stampate formano reti all’interno e attraverso gli strati che assomigliano al cervello umano. Comunicano e interagiscono attraverso i neurotrasmettitori.
“Abbiamo stampato la corteccia cerebrale e lo striato e quello che abbiamo trovato è stato davvero impressionante”, dice Zhang. “Anche quando abbiamo stampato cellule diverse provenienti da diverse parti del cervello, erano comunque in grado di comunicare tra loro in un modo molto speciale e specifico.”
Questa precisione permette di studiare specifiche interazioni cellulari, ad esempio nella sindrome di Down o nell’Alzheimer. La tecnologia potrebbe anche essere utilizzata per testare nuovi farmaci o studiare la crescita del cervello.
“Il nostro laboratorio è molto speciale in quanto possiamo creare praticamente qualsiasi tipo di neurone in qualsiasi momento. Quindi possiamo metterli insieme quasi in qualsiasi momento e nel modo che vogliamo”, afferma Zhang. “Poiché possiamo stampare il tessuto secondo i piani, disponiamo di un sistema definito con cui possiamo studiare come funziona la nostra rete cerebrale umana. Possiamo osservare molto da vicino come le cellule nervose comunicano tra loro in determinate condizioni perché possiamo stampare esattamente ciò che vogliamo”.
“Al momento la nostra stampante è una stampante desktop commerciale”, afferma Yan. “Possiamo apportare alcuni miglioramenti speciali in modo da poter stampare determinati tipi di tessuto cerebrale su richiesta.
Il tessuto cerebrale stampato in 3D dell’Università del Wisconsin-Madison segna un progresso significativo nella ricerca neurologica. Combinando la tecnologia di stampa 3D e una metodologia dettagliata di coltura cellulare, fornisce una nuova piattaforma per lo studio del cervello umano. Questo approccio potrebbe aprire la porta a una comprensione più profonda delle malattie neurologiche e accelerare lo sviluppo di trattamenti mirati.
