A bostoni Tufts Egyetem kutatóinak eredményei felgyorsíthatják az Alzheimer-kór és a demencia más formáinak gyógyítására alkalmas készítmények kifejlesztését, valamint elősegíthetik a legoptimálisabb módszerek kidolgozását a koponyasérülések kezelésére.

A kísérletekről az amerikai Nemzeti Tudományos Akadémia folyóiratában, a Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) online kiadásában jelent meg tanulmány.

Mindeddig a kutatók Petri-csészében tenyésztették az agysejteket ahhoz, hogy ellenőrzött környezetben tanulmányozhassák viselkedésüket. A kétdimenziós szövettenyészetekben azonban lehetetlen leképezni az agy bonyolult szerkezetét, a szürke és fehér állományra való tagozódását, az előbbit a neuronok sejtjei alkotják, utóbbit pedig a neuronok nyúlványai.

Mivel a sérülések és a betegségek különbözőképp érintik az agy szürke- és fehérállományát, olyan modellek szükségesek, amelyek segítségével leképezhetők a kóros folyamatok - olvasható a Daily Telegraph online kiadásában és a ScienceDaily tudományos hírportálon.

Az utóbbi időben már voltak próbálkozások a neuronoknak 3D gélben való tenyésztésére, hiszen ebben a környezetben az agysejtek minden irányba kiterjeszthetik nyúlványaikat, kapcsolatot teremtve egymással. A tenyészeteket azonban csak rövid ideig tudták életben tartani, és az agy bonyolult szerkezetét sem sikerült leképezni.

A bostoni kutatók kétfajta, különböző fizikai tulajdonságokkal rendelkező bioanyagot használtak, a selyem fehérjéiből előállított szivacsos állványzatot, amely a jövendőbeli agy vázakánt szolgált, valamint egy lágyabb állagú gélt alkalmaztak. 

Hogy szeparálják a szürke és fehér állományt, az állványzatot fánk alakúra képezték, majd patkányok agysejtjeivel népesítették be. Ezt követően a fánkot megtöltötték géllel, amely a pórusokon keresztül az állványzatot is megtöltötte.

Mindössze néhány nap leforgása alatt a neuronok funkcionális hálózatokba rendeződtek az állványzat pórusai körül, majd nyúlványaikat kiterjesztették a fánkot betöltő gélen keresztül, hogy kapcsolatot teremtsenek a váz túloldalán lévő agysejtekkel. A kísérlet eredményeként körülhatárolt fehérállomány képződött, amely izolálva volt az agy szürkeállományától.

A legújabb kísérletek során a bostoni tudósok hat koncentrikus körből álló állványt is készítettek, hogy leképezzék az agykéreg hat rétegét, amelyek mindegyikében más és más típusú sejtek találhatók.

A 3D-s agyszövet segítségével a tudósok azt is vizsgálták, hogy milyen kémiai és elektromos vezetési változások következnek be egy koponyasérülést követően.

"Ezzel a modellel valós időben követhetjük nyomon, hogy miként reagál az agyszövet a traumára, de ami még fontosabb, a gyógyulás folyamatát is vizsgálhatjuk, és azt is megtudhatjuk, hogy hosszabb időtáv alatt mi játszódik le az agyban" - hangsúlyozta a kutatásokat irányító David Kaplan professzor.