3D ബയോപ്രിൻ്റിംഗ് ആദ്യമായി പ്രവർത്തനക്ഷമമായ മനുഷ്യ മസ്തിഷ്ക കോശങ്ങളെ കൂട്ടിച്ചേർക്കുന്നു  

പ്രവർത്തനക്ഷമമായ ഒരു 3D ബയോ പ്രിൻ്റിംഗ് പ്ലാറ്റ്ഫോം ശാസ്ത്രജ്ഞർ വികസിപ്പിച്ചെടുത്തിട്ടുണ്ട് മാനുഷികമായ ന്യൂറൽ ടിഷ്യുകൾ. അച്ചടിച്ച ടിഷ്യൂകളിലെ പ്രോജെനിറ്റർ സെല്ലുകൾ വളരുകയും ന്യൂറൽ സർക്യൂട്ടുകൾ രൂപപ്പെടുകയും മറ്റ് ന്യൂറോണുകളുമായി പ്രവർത്തനപരമായ ബന്ധം സ്ഥാപിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു, അങ്ങനെ സ്വാഭാവികമായി അനുകരിക്കുന്നു. തലച്ചോറ് ടിഷ്യുകൾ. ന്യൂറൽ ടിഷ്യൂ എഞ്ചിനീയറിംഗിലും 3D ബയോ പ്രിൻ്റിംഗ് സാങ്കേതികവിദ്യയിലും ഇത് ഗണ്യമായ പുരോഗതിയാണ്. മോഡലിംഗിൽ ഇത്തരം ബയോപ്രിൻറഡ് ന്യൂറൽ ടിഷ്യൂകൾ ഉപയോഗിക്കാം മാനുഷികമായ ന്യൂറൽ നെറ്റ്‌വർക്കുകളുടെ തകരാറുമൂലം ഉണ്ടാകുന്ന രോഗങ്ങൾ (അൽഷിമേഴ്‌സ്, പാർക്കിൻസൺസ് മുതലായവ). മസ്തിഷ്ക രോഗത്തെക്കുറിച്ചുള്ള ഏതൊരു അന്വേഷണത്തിനും അത് എങ്ങനെയെന്ന് മനസ്സിലാക്കേണ്ടതുണ്ട് മാനുഷികമായ ന്യൂറൽ നെറ്റ്‌വർക്കുകൾ പ്രവർത്തിക്കുന്നു.  

3D ബയോപ്രിന്റിംഗ് അനുയോജ്യമായ പ്രകൃതിദത്ത അല്ലെങ്കിൽ സിന്തറ്റിക് ബയോമെറ്റീരിയൽ (ബയോഇങ്ക്) ജീവനുള്ള കോശങ്ങളുമായി കലർത്തി, സ്വാഭാവിക ടിഷ്യു പോലെയുള്ള ത്രിമാന ഘടനകളിൽ ലെയർ-ബൈ-ലെയർ പ്രിൻ്റ് ചെയ്യുന്ന ഒരു സങ്കലന പ്രക്രിയയാണ്. കോശങ്ങൾ ബയോഇങ്കിൽ വളരുകയും ഘടനകൾ സ്വാഭാവിക ടിഷ്യു അല്ലെങ്കിൽ അവയവം അനുകരിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. ഈ സാങ്കേതികവിദ്യയിൽ ആപ്ലിക്കേഷനുകൾ കണ്ടെത്തി പുനരുൽപ്പാദനം കോശങ്ങളുടെയും ടിഷ്യൂകളുടെയും അവയവങ്ങളുടെയും ബയോപ്രിൻ്റിംഗിനുള്ള മരുന്ന്, പഠനത്തിന് മാതൃകയായി ഗവേഷണം മാനുഷികമായ ശരീരം vitro ലെ, പ്രത്യേകിച്ച് മാനുഷികമായ നാഡീവ്യൂഹം.  

എന്ന പഠനം മാനുഷികമായ പ്രാഥമിക സാമ്പിളുകളുടെ ലഭ്യതക്കുറവ് കാരണം നാഡീവ്യൂഹം പരിമിതി നേരിടുന്നു. മൃഗങ്ങളുടെ മാതൃകകൾ സഹായകരമാണെങ്കിലും സ്പീഷിസ്-നിർദ്ദിഷ്‌ട വ്യത്യാസങ്ങളാൽ ബുദ്ധിമുട്ടുന്നു, അതിനാൽ ഇത് അനിവാര്യമാണ് vitro ലെ യുടെ മോഡലുകൾ മാനുഷികമായ എങ്ങനെയെന്ന് അന്വേഷിക്കാൻ നാഡീവ്യൂഹം മാനുഷികമായ ന്യൂറൽ നെറ്റ്‌വർക്കുകളുടെ വൈകല്യം മൂലമുണ്ടാകുന്ന രോഗങ്ങൾക്കുള്ള ചികിത്സകൾ കണ്ടെത്തുന്നതിനായി ന്യൂറൽ നെറ്റ്‌വർക്കുകൾ പ്രവർത്തിക്കുന്നു. 

മാനുഷികമായ ന്യൂറൽ ടിഷ്യൂകൾ മുമ്പ് സ്റ്റെം സെല്ലുകൾ ഉപയോഗിച്ച് 3D പ്രിൻ്റ് ചെയ്തിട്ടുണ്ടെങ്കിലും ഇവയ്ക്ക് ന്യൂറൽ നെറ്റ്‌വർക്ക് രൂപീകരണം ഇല്ലായിരുന്നു. പല കാരണങ്ങളാൽ അച്ചടിച്ച ടിഷ്യു കോശങ്ങൾക്കിടയിൽ കണക്ഷനുകൾ ഉണ്ടാക്കിയതായി കാണിച്ചിട്ടില്ല. ഈ പോരായ്മകൾ ഇപ്പോൾ പരിഹരിച്ചു.  

അടുത്തിടെ നടത്തിയ ഒരു പഠനത്തിൽ, ഗവേഷകർ അടിസ്ഥാന ബയോഇങ്കായി ഫൈബ്രിൻ ഹൈഡ്രോജൽ (ഫൈബ്രിനോജനും ത്രോംബിനും അടങ്ങുന്ന) തിരഞ്ഞെടുത്തു, കൂടാതെ പ്രോജെനിറ്റർ കോശങ്ങൾ വളരാനും പാളികൾക്കകത്തും ഉടനീളം സിനാപ്‌സുകൾ രൂപപ്പെടുത്താനും കഴിയുന്ന ഒരു ലേയേർഡ് ഘടന അച്ചടിക്കാൻ പദ്ധതിയിട്ടിരുന്നു, പക്ഷേ അവ പ്രിൻ്റിംഗ് സമയത്ത് പാളികൾ അടുക്കിയിരിക്കുന്ന രീതി മാറ്റി. ലെയറുകൾ ലംബമായി അടുക്കുന്നതിനുള്ള പരമ്പരാഗത രീതിക്ക് പകരം, മറ്റൊരു തിരശ്ചീനമായി ലെയറുകൾ പ്രിൻ്റ് ചെയ്യാൻ അവർ തിരഞ്ഞെടുത്തു. പ്രത്യക്ഷത്തിൽ, ഇത് വ്യത്യാസം വരുത്തി. അവരുടെ 3D ബയോ പ്രിൻ്റിംഗ് പ്ലാറ്റ്‌ഫോം പ്രവർത്തനക്ഷമമായി കൂട്ടിച്ചേർക്കുന്നതായി കണ്ടെത്തി മാനുഷികമായ ന്യൂറൽ ടിഷ്യു. നിലവിലുള്ള മറ്റ് പ്ലാറ്റ്‌ഫോമുകളേക്കാൾ ഒരു മെച്ചം മാനുഷികമായ ഈ പ്ലാറ്റ്‌ഫോം അച്ചടിച്ച ന്യൂറൽ ടിഷ്യു ന്യൂറൽ നെറ്റ്‌വർക്കുകളും മറ്റ് ന്യൂറോണുകളുമായും ഗ്ലിയൽ സെല്ലുകളുമായും ലെയറുകളിലും പാളികൾക്കിടയിലും പ്രവർത്തനപരമായ ബന്ധങ്ങളും രൂപപ്പെടുത്തി. ന്യൂറൽ ടിഷ്യു എഞ്ചിനീയറിംഗിലെ സുപ്രധാനമായ ഒരു ചുവടുവയ്പ്പാണിത്. പ്രവർത്തനത്തിൽ തലച്ചോറിനെ അനുകരിക്കുന്ന നാഡി ടിഷ്യുവിൻ്റെ ലബോറട്ടറി സിന്തസിസ് ആവേശകരമായി തോന്നുന്നു. ഈ പുരോഗതി തീർച്ചയായും മോഡലിംഗിലെ ഗവേഷകരെ സഹായിക്കും മാനുഷികമായ സാധ്യമായ ചികിത്സ കണ്ടെത്തുന്നതിനുള്ള സംവിധാനം നന്നായി മനസ്സിലാക്കാൻ ന്യൂറൽ നെറ്റ്‌വർക്ക് തകരാറിലായതിനാൽ ഉണ്ടാകുന്ന മസ്തിഷ്ക രോഗങ്ങൾ.  

*** 

അവലംബം:  

1. കാഡന എം., Et al 2020. ന്യൂറൽ ടിഷ്യൂകളുടെ 3D ബയോ പ്രിൻ്റിംഗ്. അഡ്വാൻസ്ഡ് ഹെൽത്ത് കെയർ മെറ്റീരിയലുകൾ വാല്യം 10, ലക്കം 15 2001600. DOI: https://doi.org/10.1002/adhm.202001600 

2. യാൻ വൈ., Et al 2024. 3D ബയോ പ്രിൻ്റിംഗ് മാനുഷികമായ പ്രവർത്തനപരമായ കണക്റ്റിവിറ്റി ഉള്ള ന്യൂറൽ ടിഷ്യുകൾ. സെൽ സ്റ്റെം സെൽ ടെക്നോളജി| വാല്യം 31, ലക്കം 2, P260-274.E7, ഫെബ്രുവരി 01, 2024. DOI: https://doi.org/10.1016/j.stem.2023.12.009  

***