Forscher der Universität von Oxford haben einen Durchbruch erzielt, indem sie erfolgreich Nervenzellen mit einem 3D-Drucker erschaffen haben, die die komplexe Architektur der Großhirnrinde nachahmen können.

Das Ziel dieser Studie ist es, die synthetischen Zellen als Mittel zur Heilung von Hirnverletzungen einzusetzen, die infolge von Traumata, Schlaganfällen oder Tumoroperationen entstehen können.

Um diese Zellen zu drucken, entwickelten die Forscher eine neuartige Druckmethode, die es ermöglicht, zweischichtiges Hirngewebe aus neuralen Stammzellen zu erschaffen. Dieses künstlich hergestellte Gewebe wurde dann in die Hirnschnittstelle einer Maus implantiert.

In der Implantationsstelle war eine Signalaktivität erkennbar, die mit der der Wirtszellen des Mäusehirns übereinstimmte. Dies ist ein vielversprechendes Indiz dafür, dass die gedruckten Nervenzellen in der Lage sind, mit den Zellen der Maus zu kommunizieren, und legt eine solide Grundlage für die weitere Erforschung der Anwendung dieser Technologie.

Yongcheng Jin, ein Hauptautor der Studie, sieht in diesen Erkenntnissen einen bedeutenden Fortschritt, um Materialien zu schaffen, die die funktionellen Eigenschaften von Hirngewebe nachbilden können.

Die Grundlage der Zellherstellung liegt in der Verwendung von menschlichen induzierten pluripotenten Stammzellen, die sich durch ihre Flexibilität auszeichnen, da sie in der Lage sind, verschiedene menschliche Gewebezelltypen zu generieren.

Ein weiterer Vorteil dieser Zellen besteht darin, dass sie dem Patienten leicht entnommen werden können, wodurch Immunsystemprobleme umgangen werden können. Die Wissenschaftler mischen diese Zellen in einer Flüssigkeit, um verschiedene „Biotinten“ zu erzeugen.

Mithilfe eines 3D-Druckers können sie aus diesen Tinten dann die entsprechenden Schichten der Hirnstruktur formen, wodurch eine neue Möglichkeit zur Erforschung und Behandlung von Hirnverletzungen eröffnet wird.

Die Forschung steht noch vor vielen Herausforderungen und Aufgaben. Das Team strebt an, die sogenannte Tröpfchendrucktechnik weiter zu verfeinern, um komplexere und mehrlagige Gewebe der Großhirnrinde drucken zu können.

Durch die Weiterentwicklung dieser Technik könnten die Wissenschaftler nicht nur einen entscheidenden Beitrag zur Heilung von Hirnverletzungen leisten, sondern auch bedeutende Erkenntnisse in anderen Bereichen ermöglichen.

Beispielsweise könnten solche künstlich erzeugten Gewebe bei der Arzneimittelbewertung oder bei Studien zur Gehirnentwicklung eine wertvolle Ressource darstellen.