3D-печать помогает понять природу вируса Зика

Если вы следили за новостями последний год, то вы наверняка наслышаны о вирусе Зика. Особенно опасен он для младенцев в утробе матери, которая оказалась заражена. Вирус может вызвать микроцефалию, заболевание, которое проявляется в значительном уменьшении черепа и, как следствие, недоразвитости мозга. Он поразил тысячи малышей в Южной Америке, а сейчас может распространиться по всему миру, потому что погода стоит не по сезону теплая, и в Северной Америке и Европе начинается сезон комаров. Всемирная организация здравоохранения объявила вирус Зика угрозой для всего человечества, и теперь ученые изо всех сил пытаются понять природу заболевания и разработать лекарство или вакцину.Исследователи из Университета Джона Хопкинса создали мозг размером с булавочную головку, который потом был заражен вирусом, чтобы понять, как он действует. Команда исследователей под руководством профессоров Гуо-ли Минга и Хонджуна Сонга выяснила, что Зика убивает нейральные стволовые клетки в мозге развивающегося плода. Правда исследование проводилось на примере двухмерной клеточной культуры, и исследователи не смогли до конца выяснить, что происходит с мозгом под воздействием вируса.

Позже в журнале Cell были опубликованы результаты нового исследования ученых из Университета Джона Хопкинса, на этот раз с применением 3D-печатных миниатюрных биореакторов и стволовых клеток человека, из которых им удалось получить несколько крошечных мозгов, также известных как органоиды. Органоиды уже много лет используются в медицинских исследованиях, но их изготовление стоит довольно дорого. Технология 3D-печати в разы ускорила и удешевила этот процесс.Для исследования была изготовлена ткань переднего мозга, среднего мозга и гипоталамуса. Эти ткани сохраняли свою жизнедеятельность в лабораторных условиях на протяжении 100 дней. В результате у команды было достаточно времени на изучение развития болезни. Открытия, совершенные на примере двухмерной ткани, подтвердились: Зика действительно атакует нейральные стволовые клетки, препятствуя росту коры головного мозга, ответственной за внимание и память. Также в ходе исследования выяснилось, что вирус наиболее опасен для плода в первом триместре.

«В ходе исследования плодов и детей с недоразвитым мозгом и маленькой головой, обусловленными микроцефалией под воздействием вируса Зика, были обнаружены патологии в коре головного мозга, – говорит доктор Минг. – Пусть у нас нет точных доказательств того, что именно Зика вызывает микроцефалию, очевидно, что клетки коры головного мозга чрезвычайно чувствительны к его воздействию, и вирус действительно подавляет их рост».

Что же дальше? На данный момент команда изучает воздействие разных химических веществ на органоиды, надеясь, что хотя бы одно из них сможет победить вирус. Также она собирается выложить файлы по 3D-печатным биореакторам, чтобы другие ученые могли вывести свои органоиды и тоже принять участие в исследовании. В будущем эти биореакторы могут пригодиться в ходе поиска лекарств от других неврологических заболеваний. Например, доктор Сонг считает, что в них можно выращивать новые нервные клетки и заменять старые, погибшие под воздействием болезни Паркинсона.

Источник