בעזרת מדפסת תלת מימד, חוקרים מאוניברסיטת אופסלה הצליחו ליצור מודל הדומה לרקמת עצב אנושית. המודל, שניתן לתרבות מתאיו של המטופל עצמו, מאפשר לבדוק טיפולי תרופות חדשים בסביבת מעבדה.
נוירונים מוטוריים הם תאי עצב השולטים בשרירים שלנו על ידי שליחת אותות מהמוח וחוט השדרה לגוף. במחלות כמו טרשת רוחבית אמיוטרופית (ALS), תאים אלה נהרסים, מה שמוביל לחולשת שרירים ושיתוק. בממוצע, ההישרדות הצפויה לאחר האבחנה היא כארבע שנים, מכיוון שהיכולת של המטופל לנוע ולנשום בהדרגה מתדרדרת. עדיין אין תרופה, אך תרופות מסוימות יכולות להאט את התקדמות המחלה.
במחקר חדש שפורסם בכתב העת הבינלאומי לביו -הדפסה, החוקרים הראו כי כעת ניתן להשתמש במדפסות תלת מימד כדי ליצור מודלים, המכונים אורגנודים, הדומים לרקמת עצב אנושית. ניתן להשתמש באורגנואידים נוירונים מוטוריים אלה במחקר או לבדיקת תרופות חדשות לרפואה מדויקת, למשל.
נוירונים מוטוריים יושבים באמצע חוט השדרה, וזו הסיבה שלא ניתן לבדוק טיפולים ישירות על חולה הסובל ממחלה ניוונית כמו ALS. השיטה שלנו מאפשרת לבנות אורגנואידים נוירונים מוטוריים ישירות מתאי העור של המטופל מהם אנו יכולים לבנות אורגנואידים בעמוד השדרה שניתן להשתמש בהם לבדיקת טיפולים חדשים. "
אלנה קוזלובה, מחברת המחקר הראשי
דגם המיוצר עם מדפסת תלת מימד
במחקר הנוכחי, החוקרים השתמשו בתאי גזע אנושיים שנוצרו מעור ותוכנתו כדי להפוך לאבני נוירונים מוטוריים, סוג של תא עצב לא בשלים שיכול להתפתח אחר כך לנוירונים מוטוריים בוגרים. התאים היו מעורבבים עם ג'לטין רך ואז הודפסו שכבה בשכבה עם מדפסת תלת מימד, בניית הרקמה והמבנה שלה. התפלגות תלת ממדית זו של התאים בחומר הביולוגי שיפרה את הישרדות התאים ואת צמיחת סיבי העצב.
בניסויים קודמים, הנוירטים צמחו רק על פני השטח, אך החוקרים הצליחו כעת לגרום להם לצמוח גם בתוך הגבר הביולוגי. הפיתרון לבעיה זו היה להשתמש בחומר הדפסת תלת מימד רך יותר (Bioink) השומר על צורתו תוך שהוא עדיין מאפשר צמיחה של הנוירטים בחומר. כדי לעזור לתאים להתבגר ולפתח, החוקרים השתמשו בחלקיקים קטנים עם מבנה נקבובי – חלקיקי סיליקה מזופוריים – שהוחדרו בגורמי צמיחה והיו מעורבים בחומר הביולוגי.
פרוטוקול לייצור רקמות עצב שפותח
במחקר, החוקרים מציגים פרוטוקול שלב אחר שלב כיצד לייצר מודלים מתקדמים וסטנדרטיים יותר של רקמת עצבים בתלת מימד.
"חשוב שבדיקות מחקר ובדיקות תרופות יוכלו להדפיס מספר גדול של אורגנואידים באופן לשחזור. השיטה שלנו גם מאפשרת לכלול סוגים אחרים של תאי עצב כולל תאי גלייה, שיכולים לסלול את הדרך למודלים שלמים יותר של חוט השדרה", אומרת אלנה קוזלובה.
פרויקט זה הוא חלק משיתוף פעולה בינלאומי הנתמך על ידי מועצת המחקר השוודית (DNR 2019 02240) במסגרת התוכנית המשותפת לאיחוד האירופי בנושא מחלות ניווניות (JPND), ועל ידי סוכנות החלל הלאומית השוודית (DNR 2021 0005, DNR 2024 00211).
