Микрочип имитирует нервно-мышечные соединения

Видео: Cindy Lifts Her Arm for 1st Time in 19 Years!

Ученые из Массачусетского технологического института разработали микрожидкостный чип, имитирующий нервно-мышечные соединения между двигательными нейронами и мышечными волокнами человеческого тела.

Эти соединения нередко становятся мишенями инвалидизирующих нервно-мышечных заболеваний, включая миастению гравис и боковой амиотрофический склероз (болезнь Шарко).

Изучение нервно-мышечных соединений может открыть дорогу к лечению этих тяжелейших патологий и помочь сотням тысяч обреченных на долгое угасание больных.



Микрожидкостное устройство содержит единственное мышечное волокно, которое соединено с несколькими мотонейронами. Камеры устройства отделяют нервные и мышечные клетки меньшими пространствами, чем в нашем организме. Чтобы улучшить взаимодействие между структурами, исследователи наполнили их особым гидрогелем, действующим наподобие естественной межклеточной среды.

«Для выращивания мышечных волокон мы использовали мышечные клетки-предшественники, полученные от мышей. Мы дифференцировали их до зрелых функциональных клеток, которые затем были введены в микрожидкостную среду, где размножались и формировали мышечное волокно. Аналогичным образом из стволовых клеток были получены моторные нейроны. Перед дифференциацией клетки модифицировали, чтобы они реагировали на синий свет», - пишут авторы.

В ходе экспериментов молодой американский ученый Себастьян Юзель (Sebastien Uzel), руководитель проекта и выпускник инженерного факультета MIT, впервые смог наблюдать внутри чипа расширение мышечных волокон под действием нервных импульсов, о чем сообщается в университетском пресс-релизе.

Стимуляция волокон в микрочипе при помощи синего света открыла невиданные ранее возможности по изучению нервно-мышечных заболеваний, и в ближайшие годы мы наверняка увидим плоды этих работ.

Подробнее о проекте читайте в новом выпуске Science Advances.