Təxminən on ildir ki, Brown Universitetinin tədqiqatçısı Diane Hoffman-Kim və onun laboratoriya komandası əsasən funksional miniatür beyinlər olan kortikal sferoidlər düzəltdilər. Üçölçülü hüceyrə mədəniyyətləri beyin zədələrindən tutmuş insult və qlioblastoma qədər hər şeyi öyrənməyə imkan verən çox yönlü modellərdir. Bu yaxınlarda Hoffman-Kim komandası sıxılma zədələrinin təsirini öyrənmək üçün mini beyinlərdən istifadə etmək üsulunu tapdı.

“Mini-beyinlərin çoxlu tədqiqat faydaları var” dedi Hoffman-Kim, Brown-da nevrologiya və mühəndislik üzrə dosent və Universitetin Karney Beyin Elmləri İnstitutunun fakültə filialı. “Beyindən bu qədər kiçik olan bir şeyin əslində xəstəlikləri, indi isə yaraları təqlid edə bilməsi bizi təvazökar edir.”

Əsər PLOS ONE jurnalında dərc olunub .

Kompressiya yaralanmaları çox vaxt insult və ya şişlər nəticəsində yaranır, lakin travmanın nəticəsi də ola bilər. Xizək qəzası, avtomobil qəzası və ya futbol toqquşması zamanla qanın yığılmasına və ya toxumanın şişməsinə və beyin toxumasına təzyiq yarada bilər. Müalicə edilmədikdə, sıxılma xəsarətləri xroniki iltihaba səbəb ola bilər , beyin hüceyrələrini öldürür və hətta ölümə səbəb ola bilər. Hoffman-Kim-in fikrincə, bu ümumi beyin zədəsi bir araşdırma problemi yaradır. Zərərlərin üzə çıxması dəqiqələr, günlər və hətta aylar çəkdiyi üçün laboratoriyada beyin hüceyrələrinə yavaş, davamlı təzyiq şərtlərini təqlid etmək çətindir.

Hoffman-Kim və Braun Mühəndislik Məktəbinin dosenti Haneesh Kesari, sıxılma beyin xəsarətlərini sıfıra endirmək üçün Braunun Nevrologiya Departamentində doktorluqdan sonrakı alim Rafael Qonzales-Kruz ilə əməkdaşlıq etdilər.

Qonzales-Kruz mini beyinlər yaratmaq üçün sentrifuqadan, yüksək sürətlə fırlanan laboratoriya alətindən istifadə edir ki, bu da hüceyrələri ölçü və sıxlığa görə ayırmaq üçün kifayətdir. Kesari, sıxılma zədəsini xarakterizə edən təzyiq növü yaratmaq üçün sentrifuqanın da istifadə edilə biləcəyini maraqlandırdı. Mühəndislik üzrə doktorant Yang Wan, González-Cruz və Kesari-yə müxtəlif səviyyələrdə davamlı güc tətbiq etdikdə mini beyinlərə nə baş verdiyini sınamağa və ölçməyə imkan verəcək bir təcrübə dizaynı hazırlamağa kömək etdi.

Hüceyrə zədələnmə sürətinin hesablanması

Komanda mini-beyin partiyalarını 2 dəqiqə sentrifuqada işlətdi. Wan idarəetmə ilə birlikdə dörd xüsusi sürət hesabladı, beləliklə komanda bütün sentrifuqa sürətlərini bərabər şəkildə sınaqdan keçirə bildi.

Beyin qrupları fırlandıqdan sonra tədqiqatçılar ölü hüceyrələri saydılar və yaralıları araşdırdılar. Onlar bu qiymətləndirmələri 2 saat, 8 saat və 24 saatdan sonra təkrarladılar. 24 saatlıq interval vacibdir, onlar qeyd edirlər ki, sıxılma zədəsi zamanı tibbi müdaxilənin ən faydalı olacağı pəncərədir.

Bu tədqiqat dizaynı komandaya nəinki müxtəlif güclərin səbəb olduğu hüceyrə zədəsini, həm də sıxılma zədələrinin təsirini təqlid edən daha uzun müddət ərzində baş verən zərərin miqdarını dəqiqliklə ölçməyə imkan verdi.

Tədqiqatçılar, əhəmiyyətli hüceyrə ölümü və DNT zədələnməsinə səbəb olacaq kifayət qədər güc istehsal etmək üçün sentrifuqa üçün minimum sürət tələb olunduğunu və hüceyrə ölümü və zədələnməsinin miqdarının zamanla artdığını aşkar etdilər.

Kesari və Hoffman-Kim dedilər ki, tapıntı ilə bağlı vacib olan odur ki, onlar müxtəlif səviyyələrdə qüvvə tətbiq edildikdən sonra baş verən hüceyrə zədələnməsini kəmiyyətcə hesablaya bildilər və bu təsiri müxtəlif zaman miqyalarında öyrənə bildilər – bunun necə ola biləcəyini anlamaq üçün kritik olan məlumat. sıxılma xəsarətlərinin qarşısının alınması, diaqnozu və müalicəsi mümkündür.

“Bu nəticələr insanlara real təsir göstərə bilər və onları təhlükəsiz və sağlam saxlamağa kömək edə bilər” dedi Kesari.

“Bu iş beyin zədəsini öyrənmək üçün etibarlı, dəqiq platforma ilə nəticələndi” dedi Gonzales-Cruz. “Bizim modelimizlə tədqiqatçılar zədənin şiddəti ilə təkcə travmatik hadisədən sonra hüceyrə ölümünə deyil, həm də zamanla baş verə biləcək iltihab və neyrodegenerasiyaya səbəb olan hüceyrə hadisələri arasındakı əlaqəni öyrənə bilərlər. Və biz bunu laboratoriyada bir qabda edə bilərik. , yaxşı elm üçün kritik olan yüksək dərəcədə təkrarlana bilən bir şəkildə.”

Tədqiqat qrupunun dediyinə görə, son məqsəd nə vaxtsa zədədən sonra insanın qanını yoxlamaq və zədə ilə əlaqəli zülalların səviyyəsini ölçmək qabiliyyətinə sahib olmaqdır. Qonzales-Kruz artıq həmin zülalları öyrənir.

Daha çox məlumat: Rafael D. González-Cruz et al, Kortikal sferoidlər gərginliyə bağlı hüceyrə canlılığının itkisini və davamlı sıxılma zədələnməsindən sonra neyritin pozulmasını göstərir, PLOS ONE (2024). DOI: 10.1371/journal.pone.0295086

Jurnal məlumatı: PLoS ONE Brown Universiteti tərəfindən təmin edilmişdir