Ett multidisciplinärt team av forskare från CNRS, INSERM och Université Toulouse III – Paul Sabatier har utvecklat en hydrogel som kan växa, utveckla och differentiera neurala stamceller. Detta biomaterial kan ge nya vägar för utveckling av in vitro cellulära modeller av hjärnvävnad eller av in vivo vävnadsrekonstruktion. Detta arbete är publicerat i ACS tillämpade material och gränssnitt den 14 maj, 2018.

Även om vi vet hur man odlar celler på en tvådimensionell yta, som inte är representativt för den faktiska cellmiljön i en levande organism. I hjärnvävnad, celler är organiserade och interagerar i tre dimensioner i en mjuk struktur. Forskarnas huvudmål var att imitera denna vävnad så nära som möjligt. De utvecklade en hydrogel som uppfyller lämpliga kriterier för permeabilitet, stelhet och biokompatibilitet; på det, de odlade mänskliga neurala stamceller.

N-heptyl-galaktonamid är en ny molekyl som syntetiserats av dessa forskare, som är en del av en familj av gelningsmedel som vanligtvis producerar instabila geler. Det är biokompatibelt, har en mycket enkel struktur, och kan göras snabbt, så har många fördelar. Genom att arbeta med parametrarna för att bilda gelen, forskarna vid Laboratoire Interactions Moléculaires et Réactivité Chimique et Photochimique (CNRS/Université Toulouse III-Paul Sabatier), Toulouse Neuro Imaging Center (INSERM/Université Toulouse III-Paul Sabatier) och CNRS Laboratoire d'Analyse et d'Architecture des Systèmes erhöll en stabil hydrogel med mycket låg densitet och mycket låg styvhet. På grund av det, neurala stamceller kan penetrera och utvecklas i tre dimensioner i hydrogelen. Den har också ett nätverk som består av olika typer av fibrer, några raka och stela, andra böjda och flexibla. Denna mångfald gör att neuroner kan utveckla ett nätverk av korta och långa avståndsförbindelser som de i hjärnvävnad.

Detta nya biomaterial kan därför leda till utvecklingen av tredimensionella hjärnvävnadsmodeller som fungerar på ett sätt som närmar sig in vivo-förhållanden. I det långa loppet, det kan användas för att utvärdera effekten av ett läkemedel eller för att göra det möjligt för celler att transplanteras med sin matris för att reparera hjärnskador.