Onderzoekers van de TU Delft ontwikkelden een 3D-geprinte hersenachtige omgeving waarin neuronen groeien zoals in echte hersenen. Met piepkleine nanopilaren bootsen ze een zachte, hersenachtige structuur en de extracellulaire matrixvezels in de hersenen na. Dit model biedt nieuwe inzichten in hoe neuronen netwerken vormen en kan dienen als een tool om dit proces te kunnen veranderen bij neurologische aandoeningen zoals Alzheimer, de ziekte van Parkinson en autismespectrumstoornissen.
De pilaren, elk duizend keer dunner dan een mensenhaar, zijn gerangschikt als een klein bos op een oppervlak. Door de breedte en hoogte van de pilaren aan te passen, konden de onderzoekers de ‘schuifmodulus’ afstemmen: een mechanische eigenschap die cellen waarnemen bij het kruipen over micro- of nanostructuren. “Dit misleidt de neuronen zodat ze denken dat ze in een zachte, hersenachtige omgeving zijn, hoewel het materiaal van de nanopilaren zelf stijf is. Omdat ze buigen doordat neuronen over hen heen kruipen, simuleren de nanopilaren niet alleen de zachtheid van hersenweefsel, maar bieden ze ook een 3D- structuur waar neuronen zich aan kunnen vastklampen, net zoals de extracellulaire matrixvezels in echt hersenweefsel,” aldus Accardo. Dit beïnvloedt hoe de neuronen groeien en verbindingen met elkaar maken. “Normaal gesproken spreiden de uiteinden van de groeikegels zich plat uit,” legt Accardo uit. “Maar op de nanopilaren vormden de groeikegels lange, vingerachtige uitsteeksels, waarmee ze alle kanten op verkenden, niet alleen in een vlak, maar ook in 3D, zoals in echte hersenen.” De neuronen werden ook sneller ‘volwassen’.
Lees het hele verhaal op de site van de TU Delft. Op de site van het Accardo Lab staan prachtige beelden.
