Создание работающего гематоэнцефалического барьера

Автор: Brain & Behavior Staff

Исследователи, возглавляемые молодым исследователем BBRF 2016 г. Итаном Липпманном, доктором философии, сообщают, что им удалось «построить» сосудистую ткань, которая функционирует как важнейшая защитная мембрана мозга, называемая гематоэнцефалическим барьером. Барьер действует как избирательное сито, не позволяя крупным молекулам, включая бактерии, попадать в мозг и спинномозговую жидкость, но позволяя проникать кислороду, глюкозе и другим жизненно важным веществам.

Работа, выполненная в Университете Вандербильта и опубликованная 14 февраля 2019 года в Stem Cell Reports, должна помочь ускорить перевод научных идей в исследования мозга.

Хотя двумерные культуры клеток мозга выращивались в прошлом, впервые была создана трехмерная модель, которая функционирует как гематоэнцефалический барьер человека. Модель выращена из клеток, взятых из сосудистой сети человека, которые индуцируются для повторного развития в особый тип клеток, который является основой гематоэнцефалического барьера. Затем они собираются в трехмерную матрицу, которая действует как каркас.

Методика перепрограммирования клеток, впервые примененная в исследованиях мозга грантополучателями BBRF и другими организациями за последнее десятилетие, называется iPSC, что означает «технология индуцированных плюрипотентных стволовых клеток». Он имеет множество применений в медицине, в частности, для создания различных типов «органоидов» - живых трехмерных культур клеток, которых уговаривают преобразовать в типы клеток, специфичные для различных органов тела. Один многообещающий путь вперед в тестировании лекарств и исследованиях болезней заключается в создании органоидных моделей человеческих органов для определения эффективности и действенности лекарств.

В то время как исследователи экспериментировали с рудиментарными органоидами головного мозга, новый метод воссоздания структур, которые выполняют роль гематоэнцефалического барьера человека, если он будет включен в органоиды мозга, приблизит науку к созданию «мозга в блюде», который точно копируют структуру и функции реального человеческого мозга или его частей.

Дублирование эндотелиального барьера в органоидах головного мозга имеет решающее значение, потому что мозг должен быть защищен от веществ, содержащихся в крови.

Гематоэнцефалический барьер «просачивается» при определенных заболеваниях, включая определенные неврологические заболевания, включая БАС и эпилепсию. Он также становится более проницаемым, когда воспаление в организме достигает высоких уровней. Это может быть одним из способов проникновения воспалительных молекул в мозг и нарушения нормальной функции, например, при рассеянном склерозе.