Il sistema vascolare in mini-cervelli amplia il potenziale della ricerca

Gli scienziati recentemente hanno fatto una varietà meravigliosa dei mini-cervelli -- culture 3-D delle celle neurali che modellano i beni di base dei cervelli viventi -- ma una nuova individuazione ha potuto aggiungere all'eccitazione crescente del campo in un assolutamente nuovo “filone„: I mini-cervelli di Brown University ora coltivano i vasi sanguigni, anche.

Le reti dei capillari all'interno di piccole palle delle celle di sistema nervoso potrebbero permettere ai nuovi generi di ricerche su grande scala del laboratorio sulle malattie, quale il colpo o la commozione cerebrale, dove l'interazione fra il cervello ed il suo apparato circolatorio è preminente, ha detto Diane Hoffman-Kim, autore senior dello studio nel giornale dei metodi della neuroscienza. Più fondamentalmente, il sistema vascolare fa i modelli più realistici dei mini-cervelli delle zucche naturali.

“Questo è emozionante perché i cervelli reali hanno sistema vascolare,„ ha detto Hoffman-Kim, un professore associato di scienza medica e di assistenza tecnica a Brown. “Contiamo su. Affinchè i nostri neuroni facciano la loro cosa, devono essere vicini ad alcuni vasi sanguigni. Se stiamo andando studiare i modelli del laboratorio del cervello, ameremmo affinchè loro abbiamo sistema vascolare, anche.„

Fabbricazione il la maggior parte dei mini-cervelli

Particolarmente perché gli scienziati possono farli a centinaia, promessa della tenuta dei mini-cervelli non solo per l'avanzamento medico e la ricerca scientifica, ma anche per agire in tal modo con meno esigenza dei modelli animali. Il laboratorio di Hoffman-Kim in primo luogo ha descritto il suo metodo del mini-cervello nel 2015. Mentre i tessuti costruiti sono comparso relativamente semplice confrontato ad alcuni altri, erano egualmente relativamente facili ed economici da fare.

Ma che cosa erano rimanere allora inosservati, anche dagli inventori, era che il piccolo le sfere di 8.000 cellule coltivate dalle celle del mouse era capace di coltura dell'apparato circolatorio elementare.

Soltanto come membri del laboratorio compreso l'allieva Molly Boutin della scuola post-laurea di Brown e dell'autore principale continuato per lavorare con e studiare i mini-cervelli hanno scoperto che dopo circa il giorno tre di cultura, circa due terzi dei mini-cervelli avevano coltivato le reti del tessuto non neurale. L'ispezione più ravvicinata ha rivelato che questi grovigli degli spaghetti erano (cioè si sono sviluppati appena) tubi auto-montati fatti delle celle e delle proteine trovate in vasi sanguigni.

Il nuovo studio caratterizza un'ampia varietà di esperimenti della rappresentazione nelle tecniche di macchiatura e della fluorescenza cui riveli quei tipi e proteine differenti delle cellule all'interno delle sfere del mini-cervello. Lo studio egualmente documenta la loro integrazione sui tessuti neurali. Le sezioni trasversali sotto un microscopio elettronico della trasmissione, nel frattempo, indicano che i capillari sono effettivamente tubi vuoti che potrebbero trasportare il sangue.

Naturalmente, non c'è sangue in un mini-cervello minuscolo, Hoffman-Kim ha detto. Esistono in un wellplate dell'agarosi, non in un animale vivo. Ma corrente sta lavorando con un collega a Brown per progettare un modo connettere i mini-cervelli con un apparato microfluidic che potrebbe produrre una sorgente esterna di circolazione attraverso un mini-cervello.

“Abbiamo schizzato insieme su alcuni tovaglioli,„ ha fatto battute.

Le reti capillari non sono dense come sarebbero in un cervello reale, lei hanno riconosciuto. Lo studio egualmente indica che non durano più lungamente circa una settimana o due.

Nuova ricerca

Informato sia dei loro vincoli che del loro potenziale, il laboratorio di Hoffman-Kim già ha iniziato gli esperimenti per approfittare della presenza di sistema vascolare. Studi la seconda liana Kramer, un anziano marrone dell'autore, ha cominciato ad esaminare che cosa accade al sistema vascolare ed alle celle neurali quando i mini-cervelli sono privati di ossigeno o di glucosio. Più successivamente che lo stesso banco di prova potrebbe essere usato per esaminare la differenza che le droghe differenti o altri trattamenti fanno.

Il sistema vascolare è particolarmente importante non solo perché consegna l'ossigeno, il glucosio e la medicina alle cellule cerebrali, ma anche perché la ricerca mostra quel dentro i colpi, morbo di Alzheimer e trauma cranico, il cervello a volte tenta di riprogettare il suo sistema vascolare per compensare che cosa sta accadendo. I mini-cervelli potrebbero permettere che i ricercatori osservino tali risposte in mezzo delle circostanze laboratorio-create differenti e trattamenti, Hoffman-Kim ha detto.

“Possiamo studiare un intervallo degli stati di lesione, di parecchie droghe che stanno provandi e di parecchi stati -- quali il colpo ed il diabete -- insieme,„ ha detto.