Научный мир потрясён сенсационным прорывом: команде биоинженеров из Калифорнийского университета удалось создать первую в мире полностью синтетическую модель человеческого мозга. Эта инновационная разработка, получившая название BIPORES, знаменует собой настоящий переворот и способна навсегда изменить подходы к нейробиологии, а также положить конец испытаниям лекарств на животных.
Фото носит иллюстративный характер
Главным камнем преткновения на пути к этой цели долгие годы оставалась необходимость воссоздания внеклеточного матрикса — чрезвычайно сложной трехмерной структуры, служащей опорой и каркасом для нейронов. Учёные были вынуждены применять биологические материалы животного происхождения, такие как ламинин, что вносило посторонние переменные и ограничивало срок жизни моделей.
Калифорнийские исследователи совершили невозможное, сломав устоявшуюся парадигму. В основе их творения лежит полиэтиленгликоль (PEG) — химически инертный и биосовместимый полимер. Изначально клетки не могут на нём закрепиться, но учёные нашли гениальное решение.
Фундаментом открытия стала уникальная микроархитектура материала. Исследователям удалось создать не простой гель, а сложную пористую структуру, напоминающую микроскопическую губку, стабилизированную наночастицами кремнезема. С помощью передовых методов 3D-печати внутри материала была сформирована разветвлённая сеть микроскопических каналов.
Эти каналы выполняют роль искусственной кровеносной системы, беспрепятственно доставляя кислород и питательные вещества в самые глубокие слои конструкции. Это позволяет нервным клеткам не просто выживать, а активно расти и формировать сложные трехмерные кластеры, аналогичные настоящим мозговым тканям.
Одним из самых весомых преимуществ BIPORES является его выдающаяся стабильность. Поскольку созданный синтетический каркас химически стабилен, он открывает путь к долгосрочным исследованиям. Это критически важно, ведь именно зрелые нейроны точно отражают функции настоящего мозга и связанные с ним патологии.
В отличие от большинства существующих моделей, которые быстро деградируют, новая синтетическая ткань поддерживает жизнь клеток на протяжении многих недель и даже месяцев. Это открывает беспрецедентные возможности для моделирования медленно прогрессирующих нейродегенеративных заболеваний, таких как Альцгеймер и Паркинсон.
Хотя текущий прототип искусственного мозга скромен в размерах, команда уже работает над его масштабированием. Однако амбиции учёных простираются гораздо дальше. Они планируют адаптировать эту же технологию для создания синтетической печеночной ткани.
Конечная цель — формирование целой сети миниатюрных органов, взаимодействующих между собой в лабораторных условиях. Такой подход, известный как «орган-на-чипе» или «тело-на-чипе», сулит фантастические перспективы. Он позволит не только тестировать лекарства с невиданной точностью, но и изучать комплексное влияние заболеваний одного органа на весь организм.
Разработка калифорнийских биоинженеров — это фундаментальный сдвиг, открывающий новую эру в медицине, где открытия будут совершаться быстрее, этичнее и эффективнее.
