Ученые случайно создали органоиды мозга на скаффолдах для скрининга лекарств. |
||
МЕНЮ Главная страница Поиск Регистрация на сайте Помощь проекту Архив новостей ТЕМЫ Новости ИИ Голосовой помощник Разработка ИИГородские сумасшедшие ИИ в медицине ИИ проекты Искусственные нейросети Искусственный интеллект Слежка за людьми Угроза ИИ ИИ теория Внедрение ИИКомпьютерные науки Машинное обуч. (Ошибки) Машинное обучение Машинный перевод Нейронные сети начинающим Психология ИИ Реализация ИИ Реализация нейросетей Создание беспилотных авто Трезво про ИИ Философия ИИ Big data Работа разума и сознаниеМодель мозгаРобототехника, БПЛАТрансгуманизмОбработка текстаТеория эволюцииДополненная реальностьЖелезоКиберугрозыНаучный мирИТ индустрияРазработка ПОТеория информацииМатематикаЦифровая экономика
Генетические алгоритмы Капсульные нейросети Основы нейронных сетей Распознавание лиц Распознавание образов Распознавание речи Творчество ИИ Техническое зрение Чат-боты Авторизация |
2021-09-05 05:20 Каркасы из ультратонких нейлоновых волокон позволяют моделировать работу мозга с учетом взаимодействия нейронов с внеклеточным матриксом среды. Результаты опубликованы в «ACSChemicalNeuroscience». Создание трехмерных органоидов – выращенных в пробирке тканей, по строению очень близких к отдельным частям настоящих органов, - относительно новое направление в науке. Первые органоиды, представлявшие собой миниатюрное подобие человеческого мозга, были получены в Австрии в 2013 году. В последующие годы эта область развивалась достаточно бурно: были представлены органоиды почек, печени, легких, сетчатки глаза. Эти прото-структуры считаются многообещающим инструментом для биологических и медицинских исследований. Но методы их создания пока не совершенны. В частности, выращивание из стволовых клеток человека 3D-органоидов мозга имеет существенный недостаток: не учитывает влияние внеклеточного матрикса среды (ВКМ), который играет ключевую роль не только во время развития, но и в физиологических и патологических состояниях взрослого мозга. Ученые из Института теоретической и экспериментальной биофизики РАН предложили новый метод получения «мини-мозга». Он заключается в создании нейросфер на ультратонких нейлоновых нановолокнах, близких по размеру к структурам внеклеточного матрикса мозга. Идея разработки такой технологии родилась случайно, в ходе другого исследования – роста нейронов гиппокампа крысы на скаффолдах из ультратонких нановолокон. «Изначально мы исследовали влияния нанотопологии материала на рост отростков нейронов с целью получения материаладля ускоренной регенерации поврежденных нервов,- рассказывает один из авторов работы, научный сотрудник ИТЭБ РАН Ольга Антонова.-Было замечено, что при достаточно низкой плотности клеток начинают формироваться органоиды. Обычно их получают при более высокой плотности. Это наблюдение переросло в отдельное исследование. Оказалось, что рост нейросфер стимулируют наши скаффолды – близкие по размеру cтруктурам ВКМ, они ускоряют миграцию клеток и обеспечивают благоприятную среду для выживания астроцитов в составе нейросферы. В дальнейшем мы выяснили роль рецепторов адгезии семейства интегринов в процессе миграции нейронов на подложке и образовании нейросфер и доказали, что полученные нейросферы имеют большую функциональную активность по сравнению с одиночными клетками, выращенными в 2D-культуре, то есть наилучшим образом имитируют живую нервную ткань». Главное преимущество нового метода – возможность исследования внеклеточных взаимодействий (клетка – матрикс). Кроме того, отмечают авторы работы, использование нового подхода позволяет оптимизировать исследовательский процесс. Во-первых, более экономно, примерно в 1,5 - 2 раза, расходовать биоматериал – клетки для получения нейросфер. Во-вторых, достаточно быстро, всего за 1 день создавать органоиды, тогда как у исследователей, ранее получавших «плавающие», не прикрепленные нейросферы из нейронов гиппокампа, этот процесс занимал 6-7 дней. Также предложенный метод позволяет более эффективно проводить микроскопические и электрофизиологические исследования, так как нейросферы оказываются прикрепленными к подложке. По словам ученых, созданные 3D-органоиды могут быть использованы для скрининга лекарственных препаратов, моделирования процессов развития мозга и исследования нейродегенеративных заболеваний (болезнь Альцгеймера и Паркинсона). Дальнейшая работа группы будет связана с детальным исследованием механизмов взаимодействия нейронов с ультратонкими волокнами, имитирующими внеклеточный матрикс. Работа поддержана грантом РНФ № 19-74-10097. Источник: Olga Y Antonova , Olga Y Kochetkova, Igor L Kanev, Elena A Shlyapnikova, Yuri M Shlyapnikov. Rapid Generation of Neurospheres from Hippocampal Neurons Using Extracellular-Matrix-Mimetic Scaffolds. ACS Chem Neurosci. 2021 Aug 4;12(15):2838-2850. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34256565/ На фото: авторы работы н.с. Лаборатории роста клеток и тканей Ольга Кочеткова, Ольга Антонова и зав. Лабораторией наноструктур и нанотехнологий, к.х.н. Юрий Шляпников Материал подготовила: Наталья Быкова Пресс-служба ИТЭБ РАН, iteb-press@yandex.ru https://iteb.ru/press-center/press-releases/ Источник: pubmed.ncbi.nlm.nih.gov Комментарии: |
|