Dyrker en fungerende blod-hjerne barriere

Af Brain & Behavior Staff

Forskere co-ledet af 2016 BBRF Young Investigator Ethan Lippmann, Ph.D., rapporterer, at de har haft succes med at "opbygge" vaskulært væv, der fungerer som hjernens afgørende beskyttende membran, kaldet blod-hjerne-barrieren. Barrieren fungerer som en selektiv sigte, der holder store molekyler inklusive bakterier ude af hjernen og spinalvæsken, men tillader ilt, glukose og andre vitale stoffer at komme ind.

Arbejdet, der blev udført ved Vanderbilt University og offentliggjort den 14. februar 2019 i stamcellerapporter, skulle hjælpe med at fremskynde oversættelsen af ​​videnskabelige ideer til hjerneforskning.

Mens to-dimensionelle hjerne-cellekulturer er blevet dyrket i fortiden, er det første gang, at der er skabt en tredimensionel model, der fungerer som den menneskelige blod-hjerne-barriere. Modellen dyrkes fra celler, der er udtaget fra human kar, som induceres til at genudvikle sig som en specialiseret celletype, der er grundlaget for blod-hjerne-barrieren. Derefter samles de i en tredimensionel matrix, der fungerer som et stillads.

Celleprogrammeringsteknikken, der er banebrydende inden for hjerneforskning af BBRF-tilskud og andre i løbet af det sidste årti, kaldes iPSC, som står for "induceret pluripotent stamcelle" -teknologi. Det har mange anvendelser på tværs af medicin, især i skabelsen af ​​forskellige typer "organoider" - levende, tredimensionelle kulturer af celler, der er lokket til at genudvikle sig som celletyper, der er specifikke for forskellige kropslige organer. En lovende vej fremad i lægemiddeltest og sygdomsforskning ligger i at skabe organoide modeller af menneskelige organer for at bestemme effektiviteten og styrken af ​​medicin.

Mens forskere har eksperimenteret med rudimentære hjerneorganoider, ville den nye metode til genskabelse af strukturer, der udfører rollen som den menneskelige blod-hjerne-barriere, hvis de indarbejdes i hjerneorganoider, bringe videnskaben et stort skridt tættere på at skabe "hjerner i en skål", der trofast replikere både strukturen og funktionen af ​​egentlige menneskelige hjerner eller dele af dem.

Kopiering af endotelbarrieren i hjerneorganoider er kritisk, fordi hjernen skal beskyttes mod stoffer i blodet.

Blod-hjerne-barrieren udvikler "lækager" i visse sygdomme, herunder visse neurologiske sygdomme, herunder ALS og epilepsi. Det er også mere permeabelt, når betændelse i kroppen når høje niveauer. Dette kan være en måde, hvorpå inflammatoriske molekyler kommer ind i hjernen og forstyrrer normal funktion, for eksempel i multipel sklerose.