Новый микрожидкостный чип соединяет мышцы с нервами

neyron2Инженеры из Массачусетского технологического института разработали микрожидкостное устройство, которое воспроизводит нервно-мышечное соединение. Это устройство содержит одну полосу мышц и небольшой набор моторных нейронов. Теперь исследователи могут наблюдать за взаимодействием между ними в рамках реалистичной, трехмерной матрицы.

Ученые генетически модифицировали нейроны в устройстве так, чтобы они реагировали на свет, который стимулирует эти клетки посылать сигналы для возбуждения мышечного волокна. Они также измерили силу мышцы внутри устройства, когда она сжимается в ответ на сигнал.

Эта разработка может помочь ученым найти препараты для лечения бокового амиотрофического склероза (БАС), более известного как болезнь Лу Герига, а также других нервно-мышечных заболеваний.

Для того чтобы воссоздать нервно-мышечные синапсы в пробирке, руководитель исследования Sebastien Uzel и его коллеги изготовили микрожидкостное устройство с двумя важными особенностями: трехмерной средой и отдельными отсеками для мышечных клеток и нервов, которые имитируют их естественное разделение в человеческом теле. Миллиметровое расстояние между отсеками было заполнено гелем.

Исследователи вырастили мышечные волокна из мышечных клеток-предшественников, взятых у мышей. Они поместили эти клетки в микрожидкостный отсек, где они росли, образовав одну полосу мышц. Кроме того, исследователи дифференцировали моторные нейроны из кластера стволовых клеток, поместив их во второй отсек.

Эксперименты с использованием нового устройства впервые продемонстрировали, что при стимулировании нейронов с помощью крошечного всплеска синего света мгновенно наблюдается сокращение мышц.

«Это микрожидкостное устройство может стать полигоном для тестирования препаратов, разработанных для лечения нервно-мышечных нарушений», заключили исследователи.