19:58 2022-11-29
science - citeste alte articole pe aceeasi tema
Comentarii Adauga Comentariu
_ Echipa creează nano-magneți care ar putea restaura celulele nervoase deteriorate
_ Echipa creează nano- magneți care ar putea reface celulele nervoase deteriorate
Neuronii sunt unitățile fundamentale ale creierului și ale sistemului nervos, celulele responsabile cu primirea inputurilor senzoriale din lumea exterioară, pentru trimiterea comenzilor motorii către mușchii noștri și pentru transformarea și transmiterea semnalelor electrice la fiecare pas între ele. Neuronii, numiți și celule nervoase, sunt alcătuiți din trei părți principale: corpul celular, dendritele și axonul - o extensie lungă și subțire care este responsabilă pentru comunicarea cu alte celule.
Când neuronii sunt deteriorați de boală degenerativă sau răni, ei au o capacitate mică, dacă este deloc, de a se vindeca pe cont propriu. Restaurarea rețelelor neuronale și a funcției lor normale reprezintă, prin urmare, o provocare semnificativă în domeniul ingineriei tisulare.
Prof. Orit Shefi și doctorandul Reut Plen de la Facultatea de Inginerie Kofkin de la Universitatea Bar-Ilan au dezvoltat o tehnică nouă pentru a depăși această provocare folosind nanotehnologie și manipulări magnetice, una dintre cele mai inovatoare abordări pentru crearea rețelelor neuronale. Cercetările lor au fost publicate recent în jurnalul Advanced Functional Materials.
Pentru a crea rețele neuronale, cercetătorii au injectat nanoparticule magnetice de oxid de fier în celulele progenitoare neuronale, transformând astfel celulele în unități magnetice independente.
< În continuare, au expus celulele progenitoare, cunoscute că se dezvoltă în neuroni, la un număr de câmpuri magnetice pre-ajustate și și-au direcționat de la distanță mișcarea într-un substrat de colagen tridimensional și multistrat care imită caracteristicile naturale ale țesutului corpului. Prin aceste manipulări magnetice, au creat „mini-creiere” tridimensionale – rețele neuronale funcționale și multistratificate care imită elementele găsite în creierul mamiferelor.După ce soluția de colagen s-a solidificat într-un gel, celulele au rămas pe loc în funcție de câmpurile magnetice aplicate de la distanță. În câteva zile, celulele s-au dezvoltat în neuroni maturi, au format extensii și conexiuni, au demonstrat activitate electrică și au prosperat în gelul de colagen timp de cel puțin 21 de zile.
„Această metodă deschide calea pentru crearea 3D. arhitectura celulară la o scară personalizată pentru utilizare în aplicații de bioinginerie, terapeutice și de cercetare, atât în interiorul cât și în afara corpului”, spune Ph.D. student Reut Plen.
„Deoarece rețelele neuronale 3D pe care le-am creat simulează proprietățile înnăscute ale țesuturilor creierului uman, acestea pot fi folosite ca „mini-creiere” experimentale și pot servi ca model pentru studiul medicamentelor, pentru investigarea comunicării dintre țesuturi și ca modalitate de a construi rețele artificiale pentru interfețele dintre componentele de inginerie și cele biologice."
"În plus, modelul sugerează o perspectivă interesantă pentru injectarea unui astfel de gel, care conține celule, în stare lichidă, introducându-l în sistemul nervos și organizând celulele în structura corectă cu ajutorul forțelor magnetice.Avantajul utilizării acestei metode este că câmpurile magnetice pot afecta celulele situate adânc în interiorul corpului într-o manieră neinvazivă. ”, adaugă Plen.
Inserarea particulelor magnetice în celule, și în special în celulele nervoase, ridică întrebări cu privire la siguranța aplicațiilor medicale viitoare. „Problema siguranței este importantă și ne-am dedicat multă gândire și cercetări”, subliniază prof. Orit Shefi.
„În primul pas, am testat efectul diferitelor particule asupra sănătății celulelor în cultură. În plus, am acoperit particulele magnetice cu o proteină biocompatibilă. Acoperirea creează un tampon între elementul magnetic și Celulă și încurajează pătrunderea nanoparticulelor. Important, fierul, elementul de bază al nanoparticulei, există în mod natural în organism, deci nu este o substanță străină. În plus, același gel cu particule magnetice a fost testat în laboratorul nostru și a fost găsit sigur. pentru a fi utilizate pe modele animale.”
Administrația SUA pentru Alimente și Medicamente a aprobat deja utilizarea nanoparticulelor magnetice în scopuri de diagnosticare și imagistică și în cazurile de vătămare gravă. Pașii făcuți de grupul de cercetare Bar-Ilan creează o oportunitate de a avansa tehnologia pentru utilizare clinică viitoare. „Acesta este doar începutul”, spun Shefi și Plen. „Metoda noastră nouă de a crea „mini-creiere” deschide ușa pentru găsirea de soluții pentru diferite deficiențe neurologice care, sperăm, vor îmbunătăți calitatea vieții a numeroși pacienți.”
Comentarii:
Adauga Comentariu