Нервные и мышечные клетки ускорили развитие друг друга
Ученые создали платформу, на которой можно выращивать одновременно культуру нейронов и искусственные мышцы. Отростки нервных клеток в такой системе росли по направлению к мышечной ткани, их спонтанная импульсация усилила сокращения мускульных волокон и способствовала их организации в саркомеры. Вещества, которые выделяли мышечные клетки, ускорили формирование электрической активности и ее синхронизацию между нейронами. Статья опубликована в журнале APL Bioengineering.
Современные технологии позволяют создавать гибридные механизмы, которые сочетают в себе «железо» и живые мышечные клетки. Этот прием используется в биоинженерии и робототехнике для создания подвижных модулей в маленьком масштабе. При этом в живых организмах мышцы всегда сопряжены с нервными клетками, которые координируют комплексные движения и адаптируют всю систему к меняющимся условиям среды. Применение природных нервно-мышечных контактов в биогибридных механизмах в перспективе может позволить им выполнять более сложные функции.
Моторные нейроны и мышечные волокна, которые они иннервируют, развиваются в тесной связи друг с другом. Этот двусторонний контакт опосредован веществами, которые выделяют клетки, и биофизическими взаимодействиями. Работают синхронно не только отдельные нервномышечные единицы, но и целые популяции нейронов — они координируют свою активность для управления движениями.
Ученые под руководством Онура Айдина (Onur Aydin) из Иллинойсского университета в Урбане-Шампейне создали платформу, на которой можно выращивать одновременно культуру нейронов и до четырех отдельных образцов тканей. В середину платформы высадили нейросферу — группу нервных клеток, которые дифференцировались из эмбриональных стволовых клеток мышей и содержали моторные нейроны.