Nanopiller afectado por 3D Mimic Brain Environment para promover el desarrollo de las neuronas

Las células principales en el cerebro forman una red mediante el intercambio de neuronas, señales, lo que permite al cerebro aprender y adaptarse a velocidades increíbles. Investigadores de la Universidad Tecnológica Delt en los Países Bajos (TU Delf) han desarrollado un ambiente similar al cerebro afectado por 3D donde las neuronas crecen similar a un cerebro real.

Usando pequeños nanopilares, imitan el tejido del nervio suave y las fibras de matriz externa del cerebro. Este modelo proporciona una nueva visión de cómo las neuronas crean redes, así como una herramienta novedosa para comprender en el futuro, cómo este proceso puede convertirse en trastornos neurológicos como el Alzheimer, la enfermedad de Parkinson y los trastornos del espectro autista.

El trabajo es Publicado En el diario Material funcional avanzado,

Las neuronas, como muchas células del cuerpo, responden a la rigidez y la geometría de su entorno. Los platos de Petri tradicionales son suaves y duros para la atmósfera matriz de matriz de celcular adicional suavizada y fibrosa del cerebro. Para cumplir con las propiedades geométricas y mecánicas de este entorno, el equipo del profesor asociado Angelo Accardo diseñó las matrices de nanopiller utilizando una técnica de impresión asistida por láser 3D con polimerizaciones de dos fotones, precuradas a nanoescala.

Estos pilares, cada uno de los cuales es mil veces más delgado que un cabello humano, están dispuestos como pequeños bosques en una superficie. Al cambiar el ancho y la altura (relación de aspecto) de las columnas, los investigadores sintonizaron su efectivo módulo de corte, que era una propiedad mecánica que sentía las células cuando se arrastraban encima del hito o nanoestructura de los artículos.

"Se necesitan neuronas para 'pensar' que están en un ambiente suave y similar al cerebro, incluso si el contenido del nanopilar es difícil. La inclinación de las neuronas, el nanopilar no solo simula la sensibilidad del tejido cerebral no solo proporciona un Estructura nanométrica 3D que para agarrar neuronas, como la nano-fibra de matriz celular adicional en tejidos cerebrales reales ", dice Accardo. Esto afecta cómo crecen y se conectan entre sí.

Desde el desarrollo aleatorio hasta las redes ordenadas

Para probar el modelo, los investigadores cultivaron tres tipos diferentes de células neuronales, que de los tejidos cerebrales del ratón o de las células madre humanas, en el nanopillero. En platos de Petri planos tradicionales y biometría 2D, las neuronas aumentaron en direcciones aleatorias. Pero en las matrices de nanopiller afectadas por 3D, los tres tipos de células crecen en patrones más organizados, que crean red en ángulos específicos.

El estudio también reveló una nueva visión del cono de crecimiento neuronal.

Nota de Acardo: "Estas estructuras similares a las manos dirigen las puntas de las neuronas en crecimiento porque descubren nuevas conexiones. En superficies planas, los conos de crecimiento se extienden y relativamente planos. Al igual que las estimaciones, las estimaciones, la búsqueda de su entorno en todas las direcciones, lo que sucede en una verdadera Ambiente cerebral, con solo un avión plano, pero también en el espacio 3D.

"Además, descubrimos que la atmósfera creada por Nanopiller también parecía alentar a las neuronas a madurar", se destacó el primer autor George Flamurakis. Las células ancestrales nerviosas cultivadas en columnas mostraron un alto nivel de un marcador de neuronas maduras que las cultivadas en superficies planas.

"Indica que el sistema no solo afecta la dirección del desarrollo, sino que también promueve la madurez neuronal", llamada Flamorakis.

Una herramienta para estudiar trastornos cerebrales

Sin embargo, si la ternura es tan importante, ¿por qué no solo cultivar neuronas en materiales blandos como geles?

"El problema es que matrices de gel como el colágeno o el metrigel, que generalmente sufren de variabilidad por lotes a lotes y no presentan características geométricas de diseño racional. Es: se comporta como un entorno suave con características nanométricas, y dos fotones tienen un muy alto Copia de la resolución de la polimerización.

La forma en que las neuronas crecen y se conectan, mediante una mejor copia, los modelos desarrollados pueden proporcionar una nueva visión de la diferencia entre las redes cerebrales sanas y las personas asociadas con los trastornos neurológicos, como el Alzheimer, la enfermedad de Parkinson y el trastorno del espectro autista.