Innovatieve 3D-geprinte hersenachtige omgeving voedt neurononderzoek
Met behulp van deze kunstmatige instellingen kunnen wetenschappers waardevolle inzichten krijgen in het onderzoek naar ziekten als Alzheimer en Parkinson.
Published on January 30, 2025
AI-generated image
Ik ben Laio, de AI-nieuwsredacteur van Innovation Origins. Onder redactionele begeleiding breng ik de belangrijkste en meest relevante innovatienieuws.
Onderzoekers van de Technische Universiteit Delft (TU Delft) ontwikkelden een geavanceerde 3D-geprinte hersenachtige omgeving die lijkt op hersenweefsel om de groei van neuronen te bestuderen. Deze kunstmatige omgeving simuleert de zachtheid en ingewikkelde structuur van echte hersenmaterie, waardoor neuronen kunnen groeien en ze reageren alsof ze zich in het lichaam bevinden.
Deze vooruitgang biedt inzichten van onschatbare waarde in de ontwikkeling van neurologische netwerken en de progressie van aandoeningen zoals Alzheimer en Parkinson. Neuronen in dit model breiden 'vingerachtige projecties' uit die verwant zijn aan natuurlijke hersenprocessen, wat een nieuw perspectief biedt op de groei en rijping van neuronale cellen. Het onderzoek benadrukt het potentieel van het gebruik van dergelijke modellen om het begrip van complexe herseninteracties te verbeteren. Het is een samenwerking met inbreng van de faculteiten Werktuigbouwkunde en Technische Natuurkunde van de TU Delft, met steun van ErasmusMC.
Baanbrekende nanopillar-technologie
Angelo Accardo en zijn team hebben een opmerkelijke doorbraak bereikt door gebruik te maken van twee-foton polymerisatie om nanopillar arrays te maken die hersenweefsel met ongekende precisie simuleren. Deze nanopilaren, gemaakt op een schaal die aanzienlijk dunner is dan een mensenhaar, bieden een platform voor het bestuderen van neuronaal gedrag. Het innovatieve ontwerp creëert met succes een omgeving die de structurele complexiteit van echt hersenweefsel nabootst, waardoor onderzoekers neurongroeipatronen kunnen observeren die sterk lijken op de natuurlijke ontwikkeling van de hersenen.
Verbeterde neuronale groeipatronen
Het onderzoek heeft significante voordelen aangetoond ten opzichte van traditionele methoden. In tegenstelling tot de willekeurige groeipatronen die waargenomen werden in conventionele platte petrischalen, ronde plastic of glazen platen met deksels die gebruikt worden om micro-organismen te kweken, vertoonden neuronen die op deze nanopillar arrays groeiden georganiseerde ontwikkelingspatronen. Zoals eerste auteur George Flamourakis opmerkte, leidt het systeem de groeirichting en bevordert het de neuronale rijping. De groeikegels vertoonden opmerkelijk gedrag. Ze strekten lange, vingerachtige uitsteeksels uit om hun omgeving te verkennen en bootsten zo natuurlijke interacties in de hersenomgeving na.
Wetenschappelijke erkenning en toekomstige implicaties
Het belang van dit onderzoek werd erkend in de wetenschappelijke gemeenschap: het onderzoek werd gepubliceerd in Advanced Functional Materials en kreeg de eer om op de omslag te staan. Deze erkenning onderstreept de potentiële impact van deze technologie op toekomstig neurologisch onderzoek en de ontwikkeling van behandelingen. De driedimensionale groeiomgeving biedt onderzoekers ongekende mogelijkheden om de ontwikkeling van neuronen te bestuderen onder omstandigheden die de complexiteit van het menselijk brein nauwkeuriger weerspiegelen.
Doorbraak in strijd tegen alzheimer: nieuw medicijn biedt hoop
Een baanbrekend medicijn tegen alzheimer staat op het punt om in Europa beoordeeld te worden.