Dyrker en fungerende blod-hjernebarriere

Av Brain & Behavior Staff

Forskere co-ledet av 2016 BBRF Young Investigator Ethan Lippmann, Ph.D., rapporterer at de har lykkes med å "bygge" vaskulært vev som fungerer som hjernens avgjørende beskyttende membran, kalt blod-hjerne-barrieren. Barrieren fungerer som en selektiv sil, og holder store molekyler inkludert bakterier utenfor hjernen og ryggmargen, men lar oksygen, glukose og andre vitale stoffer komme inn.

Arbeidet, utført ved Vanderbilt University og publisert 14. februar 2019 i stamcellerapporter, skal bidra til å øke oversettelsen av vitenskapelige ideer til hjerneforskning.

Mens todimensjonale hjernecellekulturer har blitt dyrket tidligere, er dette første gang en tredimensjonal modell som fungerer som den menneskelige blod-hjerne-barrieren er opprettet. Modellen dyrkes fra celler som er samplet fra menneskelig vaskulatur som er indusert til å utvikle seg som en spesialisert celletype som er grunnlaget for blod-hjerne-barrieren. Deretter blir de samlet i en tredimensjonal matrise som fungerer som et stillas.

Celleprogrammeringsteknikken, som var banebrytende innen hjerneforskning av BBRF-tilskudd og andre i løpet av det siste tiåret, kalles iPSC, som står for "indusert pluripotent stamcelle" -teknologi. Den har mange bruksområder på tvers av medisin, særlig i etableringen av forskjellige typer "organoider" - levende, tredimensjonale kulturer av celler som er lokket til å utvikle seg som celletyper som er spesifikke for forskjellige kroppsorganer. En lovende vei fremover i legemiddeltesting og sykdomsforskning ligger i å lage organoide modeller av menneskelige organer for å bestemme effekten og styrken av medisiner.

Mens forskere har eksperimentert med rudimentære hjerneorganoider, vil den nye metoden for å gjenskape strukturer som utfører rollen som den menneskelige blod-hjerne-barrieren, hvis den blir innlemmet i hjerneorganoider, bringe vitenskapen et stort skritt nærmere å skape "hjerner i en tallerken" som trofast replikere både strukturen og funksjonen til faktiske menneskelige hjerner, eller deler av dem.

Duplisering av endotelbarrieren i hjerneorganoider er kritisk, fordi hjernen må beskyttes mot stoffer i blodet.

Blod-hjerne-barrieren utvikler "lekkasjer" i visse sykdommer, inkludert visse nevrologiske sykdommer, inkludert ALS og epilepsi. Det er også mer gjennomtrengelig når betennelser i kroppen når høye nivåer. Dette kan være en måte som inflammatoriske molekyler kommer inn i hjernen og forstyrrer normal funksjon, for eksempel ved multippel sklerose.