これまで、科学者は数個の細胞を超えて脳オルガノイドを研究することができませんでした。 オルガノイドは球形ですが、それらを研究するための従来のツール (電気的活動を測定するための電極を含む微小電極アレイ プレート) は平らです。
ジョンズ・ホプキンス大学のチームによって作成されたこの新しいマイクロキャップは、脳オルガノイドを包み込むことができ、研究者がその表面全体から 3D 記録を取ることができます。 このより詳細な情報は、脳がどのように機能するかをよりよく理解するのに役立ちます。 用途の 1 つは、薬物検査中にニューロンがどのように通信するかを監視することです。
で発表された論文に記載されているマイクロキャップ 科学の進歩 現在、金線と接触パッドを含む、柔らかく柔軟で透明なポリマー シェルです。 細胞培地に入れると、マイクロキャップが膨らみ始め、オルガノイドの周囲を閉じます。オルガノイドのサイズは 0.5 mm でした。
研究者がオルガノイドを監視するのを助けるだけでなく、この技術は、化学物質が人間にとって安全であり、脳の発達の問題を引き起こさないことを保証するために、動物実験に代わる安価でより倫理的な代替手段を提供する可能性があると、ジョンズ・ホプキンス大学の化学および生体分子エンジニアであるデビッド・グラシアスは述べています。そして研究の著者の一人。
「多くの化学物質が脳の病気に関係していますが、それらをスクリーニングする簡単な方法はありません」と彼は言います. 「1つの化学物質のスクリーニングには、動物の費用がかかるため、100万ドル以上の費用がかかる可能性があり、倫理的な懸念もあります.」
マイクロチップに着想を得たこのプロセスは、さまざまなサイズのオルガノイドの周りに緩くまたはよりしっかりとフィットするようにカスタマイズできるキャップを作成できます。つまり、開発のさまざまな段階でオルガノイドの電気的活動を測定できます。
キャップが 1 つのオルガノイドで機能することが証明されたので、チームは実験をスケールアップし、並行してテストを実行するための 100 のオルガノイドの組み立てラインを作成することを計画しています。 これらは、将来的にマイクロチップや他のオルガノイドに接続される可能性があります。 脳科学の同僚は、接続されたオルガノイドを使用して、自閉症、アルツハイマー病、パーキンソン病、およびその他の脳疾患の薬物や潜在的な治療法をスクリーニングすることもできます.
「多くの人が、脳は私たちが理解していない究極のフロンティアであると信じています」と Gracias は言います。 「私たちは、それらをコンピューターに接続し、相互に接続することを考えていました.1つのミニブレインを作成できれば、それを別のミニブレインに接続できる可能性があります. それは非常にエキサイティングです。”