Mit dem 3D-gedruckten Bioreaktor können Wissenschaftler beobachten, wie winzige Gehirne wachsen

6. April (team.) – Wissenschaftler haben einen neuen 3D-gedruckten Bioreaktor entwickelt, mit dem Forscher winzige Gehirne und andere Organoide beim Wachstum beobachten können.
Der neuartige Bioreaktor – vorgestellt in einem neuen Artikel, der am Dienstag veröffentlicht wurde in der Zeitschrift Biomicrofluidics – könnte medizinischen Forschern helfen, neue Krankheitstherapien zu entwickeln und experimentelle Medikamente zu testen.

In den letzten Jahrzehnten haben Wissenschaftler im Labor sehr gut verschiedene Arten von menschlichem Gewebe und Organoiden, einer miniaturisierten und vereinfachten Version eines Organs, kultiviert.
Die Herausforderungen bleiben jedoch bestehen, und die Wissenschaftler versuchen immer noch genau zu verstehen, wie sich Stammzellen in verschiedene Gewebezellen differenzieren.

Derzeit beobachten Wissenschaftler wachsende Organoide durch Glasbodenplatten, die unter einem Mikroskop positioniert sind. Diese Platten sind teuer und funktionieren nur mit bestimmten Mikroskoptypen – zusätzlich zu anderen Einschränkungen.
“Sie ermöglichen nicht den Fluss oder die Wiederauffüllung des Nährmediums zum wachsenden Gewebe. Wir wollten daher ein vielseitiges System entwickeln, das die Abbildung von Organoiden direkt in ihrer Kulturkammer ermöglicht”, so die Co-Autorin der Studie, Chloe Delepine, Postdoktorandin am MIT , sagte team. in einer E-Mail.
“Und wir wollten, dass die Kulturkammer optimal für 3D-Organoide ausgelegt ist und die ideale Wachstumsumgebung in einem vollständig geschlossenen System sowie eine automatisierte Auffüllung der Kulturmedien bietet”, sagte Delepine, Postdoktorand am MIT.

Um ein vielseitigeres Gerät zum Züchten und Beobachten von Organoiden zu entwickeln, verwendeten die Wissenschaftler den 3D-Druck, eine billigere und skalierbarere Produktionsmethode.
Die Wissenschaftler entwickelten ein Design mit Sichtvertiefungen, in denen sich Organoide entwickeln können, sowie mikrofluidischen Kanälen, die das wachsende Organoid mit dem Nährmedium versorgen.
Das Gerät, eine Art durchsichtiger Chip, ist mit einer Vielzahl von Bildgebungstechnologien kompatibel.

“Der Herstellungsprozess des Chips mit 3D-Druck ist sehr einfach und kostengünstig”, sagte Delepine.
In Labortests konnte das neue Gerät die Entwicklung von Gehirnorganoiden aus menschlichen Zellen sieben Tage lang aufrechterhalten.
Im Verlauf des einwöchigen Experiments bildeten Wissenschaftler das miniaturisierte Gehirn erfolgreich ab. Die Beobachtungen zeigten die Organisation von Gehirnzellen um einen Hohlraum oder Ventrikel, der einem winzigen Neokortex ähnelte.
Wissenschaftler schlagen vor, dass die Fähigkeit, Organoide mit einer konstanten Versorgung mit Nährmedium zu versorgen, es ihnen ermöglicht, eine natürlichere Umgebung für das Gewebewachstum aufrechtzuerhalten und den Zelltod zu reduzieren.
“Diese neue Technologie bietet ein optimales Gerät für die Live-Bildgebung des Organoidwachstums. Die Beobachtung des Organoidwachstums liefert wichtige Einblicke in die Dynamik der Organentwicklung – nicht nur eine Momentaufnahme der Organisation des Organs in verschiedenen Stadien, sondern auch eine kontinuierliche Verfolgung seines Selbst -organisierende Zellen “, sagte Delepine. .

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