Le réseau vasculaire en mini-cerveaux augmente le potentiel de recherches

Les scientifiques ont récent effectué une variété merveilleuse des mini-cerveaux -- cultures à trois dimensions des cellules neurales qui modélisent les propriétés fondamentales des cerveaux vivants -- mais une conclusion neuve a pu ajouter à l'excitation croissante de l'inducteur dans une « veine » entièrement neuve : Les mini-cerveaux de Brown University élèvent maintenant des vaisseaux sanguins, aussi.

Les réseaux des capillaires dans les petites billes des cellules de système nerveux pourraient activer des genres neufs de recherches de grande puissance de laboratoire sur les maladies, telles que la rappe ou la commotion, où l'interaction entre le cerveau et son appareil circulatoire est primordiale, a indiqué Diane Hoffman-Kim, auteur supérieur de l'étude dans le tourillon des méthodes de neurologie. Plus principalement, le réseau vasculaire effectue des modèles plus réalistes de mini-cerveaux des quarts de pinte naturels.

« Ceci excite parce que les cerveaux réels ont le réseau vasculaire, » a dit Hoffman-Kim, un professeur agrégé des sciences médicales et du bureau d'études chez Brown. « Nous comptons là-dessus. Pour que nos neurones fassent leur chose, ils doivent être proches de quelques vaisseaux sanguins. Si nous allons étudier des modèles de laboratoire du cerveau, nous aimerions pour qu'ils aient le réseau vasculaire, aussi. »

Tirer le meilleur des mini-cerveaux

Particulièrement parce que les scientifiques peuvent les effectuer par centaines, promesse de prise de mini-cerveaux non seulement pour avancer la recherche médicale et scientifique, mais également pour faire ainsi avec moins de besoin de modèles animaux. Le laboratoire de Hoffman-Kim a décrit la première fois sa méthode de mini-cerveau en 2015. Tandis que les tissus conçus apparaissaient comparé relativement simple à quelques autres, il était également relativement facile et peu coûteux les effectuer.

Mais ce qui étaient restés inaperçus alors, même par les inventeurs, était que le peu des sphères de 8.000 cellules cultivées des cellules de souris étaient capable d'élever un appareil circulatoire élémentaire.

Seulement comme membres du laboratoire comprenant l'auteur important et l'aquarium populaire Boutin d'ancien élève de troisième cycle d'université de Brown prolongé à fonctionner avec et pour étudier les mini-cerveaux ils ont découvert qu'après qu'environ le jour trois de la culture, environ deux-tiers des mini-cerveaux ait élevé des réseaux de tissu non-neural. Une inspection plus minutieuse a indiqué que ces embrouillements des spaghetti étaient (c.-à-d. ils se sont juste développés) les tubes auto-montés effectués des cellules et des protéines trouvées dans des vaisseaux sanguins.

L'étude neuve comporte une grande variété d'expériences de représentation dans des techniques de souillure et de fluorescence qui indiquez ces différents types et protéines de cellules dans les sphères de mini-cerveau. L'étude documente également leur intégration avec les tissus neuraux. Les coupes transversales sous un microscope électronique de boîte de vitesses, en attendant, prouvent que les capillaires sont en effet des tubes creux qui pourraient transporter le sang.

Naturellement, il n'y a aucun sang dans un mini-cerveau minuscule, Hoffman-Kim a dit. Ils existent dans un wellplate d'agarose, pas chez un animal vivant. Mais il travaille actuel avec un collègue chez Brown pour concevoir une voie de brancher les mini-cerveaux à un appareil microfluidic qui pourrait produire une source externe de circulation par un mini-cerveau.

« Nous avons esquissé sur quelques serviettes ensemble, » il a raillé.

Les réseaux capillaires ne sont pas aussi denses qu'ils seraient dans un cerveau réel, il ont reconnu. L'étude prouve également qu'ils ne durent pas plus longtemps qu'environ une semaine ou deux.

Recherche neuve

Averti de leurs contraintes et de leur potentiel, le laboratoire de Hoffman-Kim a déjà commencé des expériences pour tirer profit de la présence du réseau vasculaire. Étudiez en second lieu la liane Kramer, un sénior d'auteur de Brown, a commencé à regarder ce qui arrive au réseau vasculaire et aux cellules neurales quand des mini-cerveaux sont privés de l'oxygène ou du glucose. Plus tard que le même banc d'essai pourrait être employé pour examiner la différence que les différents médicaments ou d'autres demandes de règlement effectuent.

Le réseau vasculaire est particulièrement important non seulement parce qu'il fournit l'oxygène, le glucose et le médicament aux cellules du cerveau, mais également parce que la recherche montre ce dedans des rappes, maladie d'Alzheimer et lésion cérébrale, le cerveau essaye parfois de remodeler son réseau vasculaire pour compenser ce qui arrive à lui. Les mini-cerveaux pourraient permettre à des chercheurs d'observer de telles réactions parmi différentes conditions laboratoire-produites et des demandes de règlement, Hoffman-Kim a dit.

« Nous pouvons étudier une gamme des conditions de blessures, de plusieurs médicaments qui sont vérifiés et de plusieurs conditions -- comme la rappe et le diabète -- ensemble, » il a dit.