Creșterea unei bariere de sânge-creier funcționale

De către personalul Brain & Behavior

Cercetătorii conduși de tânărul investigator BBRF din 2016, Ethan Lippmann, doctorat, au raportat că au reușit să „construiască” țesutul vascular care funcționează ca membrana de protecție crucială a creierului, numită barieră hematoencefalică. Bariera acționează ca o sită selectivă, menținând moleculele mari, inclusiv bacteriile, din creier și din lichidul spinal, dar permițând pătrunderea oxigenului, glucozei și a altor substanțe vitale.

Lucrarea, efectuată la Universitatea Vanderbilt și publicată pe 14 februarie 2019 în Stem Cell Reports, ar trebui să contribuie la accelerarea traducerii ideilor științifice în cercetarea creierului.

În timp ce culturile bidimensionale de celule creier au fost cultivate în trecut, aceasta este prima dată când a fost creat un model tridimensional care funcționează ca bariera hematoencefalică. Modelul este cultivat din celule prelevate din vasculatura umană care sunt induse să se dezvolte ca un tip de celulă specializat care stă la baza barierei hematoencefalice. Apoi sunt asamblate într-o matrice tridimensională care funcționează ca o schelă.

Tehnica de reprogramare a celulelor, pionieră în cercetarea creierului de către beneficiarii BBRF și alții în ultimul deceniu, se numește iPSC, care înseamnă tehnologia „celulelor stem pluripotente induse”. Are multe aplicații în toată medicina, în special în crearea diferitelor tipuri de „organoizi” - culturi vii, tridimensionale de celule care sunt coaxiale pentru a se dezvolta ca tipuri de celule specifice diferitelor organe corporale. O cale promițătoare în testarea medicamentelor și cercetarea bolilor constă în crearea de modele organoide ale organelor umane, pentru a determina eficacitatea și potența medicamentelor.

În timp ce cercetătorii au experimentat organoizi cerebrali rudimentari, noua metodă de recreere a structurilor care îndeplinesc rolul de barieră sânge-creier umană, dacă ar fi încorporată în organoidele cerebrale, ar aduce științei un pas mare mai aproape de crearea „creierelor într-un vas” care să fidelizeze replică atât structura, cât și funcția creierelor umane reale, sau porțiuni din ele.

Duplicarea barierei endoteliale în organoidele cerebrale este critică, deoarece creierul trebuie protejat de substanțele din sânge.

Bariera hematoencefalică dezvoltă „scurgeri” în anumite boli, inclusiv anumite boli neurologice, inclusiv SLA și epilepsie. Este, de asemenea, mai permeabil atunci când inflamația din corp atinge niveluri ridicate. Acesta poate fi un mod prin care moleculele inflamatorii intră în creier și perturbă funcția normală, de exemplu în scleroza multiplă.