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Pesquisadores de engenharia da Monash University usaram com sucesso “bioinks” contendo células nervosas vivas (neurônios) para imprimir redes nervosas 3D que podem crescer em laboratório e transmitir e responder a sinais nervosos.
Usando uma abordagem de engenharia de tecidos e bioimpressão com duas biotintas contendo células vivas e materiais não celulares, respectivamente, os pesquisadores conseguiram imitar o arranjo da substância cinzenta e da substância branca observada no cérebro.
O professor John Forsythe, do Departamento de Ciência e Engenharia de Materiais, que lidera a pesquisa, disse que embora culturas bidimensionais de células nervosas tenham sido usadas anteriormente para estudar a formação de redes nervosas e mecanismos de doenças, essas estruturas relativamente planas não refletem o maneira como os neurônios crescem e interagem com o ambiente.
“As redes cultivadas nesta pesquisa replicaram de perto a natureza 3D dos circuitos de um cérebro vivo, onde as células nervosas estendem processos chamados neurites para formar conexões entre diferentes camadas do córtex”, disse o professor Forsythe.
“Descobrimos que as projeções que crescem a partir de neurônios na ‘matéria cinzenta’ impressa ou camada celular cresceram rapidamente através da camada de ‘matéria branca’ e a usaram como uma ‘rodovia’ para se comunicar com neurônios em outras camadas.
“Não só fomos capazes de construir um layout básico semelhante ao que vemos em regiões do cérebro, como descobrimos que os neurônios realmente se comportavam e atuavam de maneira semelhante”.
Medições eletrofisiológicas sensíveis confirmaram atividade espontânea semelhante a um nervo que ocorre nas redes neuronais 3D, além de respostas evocadas por estimulação elétrica e medicamentosa.
A presença de atividade elétrica detectável em redes 3D de engenharia de tecidos representa um avanço significativo no campo da neurociência e da bioimpressão.
As redes neurais 3D bioimpressas provavelmente serão uma plataforma promissora para estudar como os nervos e as redes nervosas se formam e crescem, investigando como algumas doenças afetam a neurotransmissão e rastreando medicamentos quanto aos seus efeitos nas células nervosas e no sistema nervoso.
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