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Células madres del uso de los investigadores para crear el modelo de los nervios in vitro del tejido 3D

Los investigadores en la Universidad de Illinois en el Urbana-Chamán han utilizado con éxito a las células madres para dirigir el tejido de nervio vivo del biohybrid para desarrollar los modelos 3D de redes neuronales con las esperanzas de ganar una mejor comprensión de cómo el cerebro y estas redes trabajan.

El primer autor, Gelson Pagano-Díaz-Díaz, compara el tejido producido a una unidad del tratamiento por ordenador, que ofreció el principio de base al superordenador de hoy. Pagano-Díaz es estudiante de tercer ciclo en grupo de profesor Rashid Bashir en el departamento de la bioingeniería en la universidad de Grainger de la ingeniería. Bashir es también el decano de la universidad. El “poder formar el tejido de 3 dimensiones que consiste en las neuronas puede darnos la capacidad de desarrollar los modelos del tejido para la investigación de la droga o las unidades centrales para las computadores biológicas”, Pagano-Díaz dijo.

El cerebro es desafiador estudiar en una persona real, pero poder entender cómo estas redes se convierten usando un modelo 3D fuera de las promesas de la carrocería de dar a investigadores una nueva herramienta para entender mejor cómo trabaja. Estos modelos podrán ayudar a entender cómo las anormalidades forman, e.g lo que da lugar a enfermedades tales como Alzheimer.

Las personas podían dar la geometría 3D al tejido vivo hecho de las neuronas que el optogenetics, así que ellas se podría activar con la luz azul. Estos tejidos se podrían utilizar para estudiar los comportamientos complejos que suceso en el cerebro y cómo estos tejidos reaccionan con las nuevas drogas que son convertidas. Podría también significar menos confiado en animales probar estas drogas en el futuro.

“Si podemos controlar cómo estas neuronas comunican con uno a, si podemos entrenarles usando optogenetics, si podemos programarlas, después podemos potencialmente utilizar para realizar funciones de la ingeniería,” Bashir dijo. “En el futuro, nuestra esperanza es ésa pudiendo diseñar este el tejido de los nervios, nosotros puede comenzar a realizar unidades centrales biológicas y las computadores biológicas, similares al cerebro.”

El proyecto fue financiado a través de un Centro De Ciencia y Tecnología del NSF EBICS (comportamientos emeregentes de sistemas celulares integrados) y publicó este mes en los procedimientos de la National Academy of Sciences. Fue inspirado por el trabajo hecho hace cinco años en los músculos de funcionamiento que se convertían, donde los investigadores en el laboratorio de Bashir, los bio bots desarrollados que pueden recorrer cuando están estimulados con electricidad o luz.

Esta nueva obra fue realizada por las personas interdisciplinarias consiste en Pagano-Díaz, Bashir, Carla Ramos-Cruz de la bioingeniería, Richard Sam de la escuela de la biología molecular y celular, Mikhail Kandel y profesor Gabriel Popescu de eléctrico y de la ingeniería informática, y Onur Aydin y profesor Taher Saif de la ciencia y de la ingeniería mecánicas.

En este estudio, las personas desarrollaron a los imitadores de los nervios del tejido que pueden formar diversas formas. Los hidrogeles y la fibrina usados personas para hacer el milímetro a las estructuras de la escala del centímetro que no tiene andamios rígidos y se puede moldear en varias formas deseadas.

Es un manojo de centenares a los millares de micrones de células que contiene muchas poblaciones con un maquillaje genético similar in vivo a los tejidos. A medida que continuamos desarrolle estos métodos de la bio-fabricación, nosotros debe poder capturar muchos los fenómenos que suceso in vivo. Una vez que podemos probar eso, podremos imitar la morfología que vemos en el cerebro. Una vez que mostramos que el tejido dirigido fuera de la carrocería es similar al tejido en la carrocería, después podemos entonces fabricarlos una y otra vez.”

Gelson Pagano-Díaz, primer autor

Además de la prueba de la droga, las personas están especialmente interesadas en poder recapitular la manera que estas redes pudieron desarrollar el aprendizaje y la memoria.

El “poder fabricar a estos imitadores del tejido fuera de la carrocería permite que caractericemos y estudiar su actividad eléctrica con gran detalle,” Pagano-Díaz acentuó. “el equipo amplio de reglas del diseño debido a la estructura 3D y a las formas le da la libertad mucho más experimental y abre nuevas avenidas de la investigación en neurología, remedio, y usos de la ingeniería.”

Source:
Journal reference:

Pagan-Diaz, G.J., et al. (2019) Engineering geometrical 3-dimensional untethered in vitro neural tissue mimic. Proceedings of the National Academy of Sciences. doi.org/10.1073/pnas.1916138116.