Cette drôle de masse gélatineuse couleur arc-en-ciel est l’un des modèles les plus complexes que des scientifiques ont mis au point pour étudier les lésions traumatiques infligées aux cellules du cerveau.
Cultiver des cellules du cerveau dans une boite de Pétri n’est pas très difficile, mais elles ont tendance à se développer en une simple couche bidimensionnelle à la différence de vrais cerveaux, qui sont faits de structures complexes en 3 dimensions, avec de multiples couches organisées de neurones. Pour motiver les cellules du cerveau d’un rat à se développer en 3D pour répliquer un vrai cerveau, les scientifiques de l’université Tufts (États-Unis) ont créé cette étrange structure.
Pour fournir une matrice similaire à un cerveau, les chercheurs ont commencé avec six couches de soie de cocons de papillons, reproduisant les six couches du cortex humain et ils les ont teintes pour qu’elles puissent facilement être différenciées. Les pores dans les couches de l’échafaudage ont été modifiés en taille et en orientation pour simuler la structure du cortex humain. Les chercheurs ont ensuite ensemencé cette structure avec des milliers de neurones corticaux de rats.
En quelques jours, les neurones ont commencé à pousser, à tisser des liens qui ont couvert les couches du modèle, tout comme ils le feraient dans un véritable cerveau. Ils ont également montré des spécificités similaires à celles de neurones d’un véritable cerveau, comme leur activité électrique et leur réactivité.
De plus, par rapport aux autres modèles de laboratoire, la structure en 3D a amélioré le transport de l’oxygène et des nutriments vers les cellules, de sorte que celles-ci ont pu survivre pendant environ 9 semaines. Les chercheurs pensent qu’ils pourraient prolonger cette survie en stimulant électriquement le tissu pour simuler un environnement réel.
Une fois leur modèle “construit”, les chercheurs ont laissé tomber dessus un poids de 11 grammes à partir de différentes hauteurs pour blesser le cerveau et évaluer son activité en temps réel, chose que vous ne pouvez pas faire avec les humains et les animaux. La réponse physiologique d’un traumatisme du tissu du cerveau est conforme aux études antérieures, ce qui prouve son efficacité en tant que modèle.
À l’avenir, les chercheurs espèrent intégrer d’autres types de cellules du cerveau dans leur modèle jusqu’à reprendre la forme de parties spécifiques du cerveau pour une simulation précise de la complexité de celui-ci.
Les chercheurs ont publié leurs résultats cette semaine dans The Proceedings of the National Academies of Science (PNAS) : Bioengineered functional brain-like cortical tissue.
