Pěstování pracovní bariéry krevního mozku

Zaměstnanci mozku a chování

Vědci společně vedeni mladým vyšetřovatelem BBRF z roku 2016 Ethanem Lippmannem, Ph.D., uvádějí, že se jim podařilo „vybudovat“ vaskulární tkáň, která funguje jako klíčová ochranná membrána mozku, nazývaná hematoencefalická bariéra. Bariéra funguje jako selektivní síto, udržuje velké molekuly včetně bakterií mimo mozek a míchu, ale umožňuje vstup kyslíku, glukózy a dalších životně důležitých látek.

Práce provedená na Vanderbiltově univerzitě a zveřejněná 14. února 2019 v časopisu Stem Cell Reports by měla pomoci urychlit překlad vědeckých myšlenek do výzkumu mozku.

Zatímco v minulosti byly dvourozměrné kultury mozkových buněk pěstovány, je to poprvé, co byl vytvořen trojrozměrný model, který funguje jako lidská hematoencefalická bariéra. Model je pěstován z buněk odebraných z lidské vaskulatury, které jsou indukovány k novému vývoji jako specializovaný buněčný typ, který je základem hematoencefalické bariéry. Poté jsou sestaveny do trojrozměrné matice, která funguje jako lešení.

Technika přeprogramování buněk, která byla v posledním desetiletí průkopníkem ve výzkumu mozku granty BBRF a dalšími, se nazývá iPSC, což je zkratka pro technologii „indukovaných pluripotentních kmenových buněk“. Má mnoho aplikací v medicíně, zejména při tvorbě různých typů „organoidů“ - živých trojrozměrných kultur buněk, které jsou nuceny vyvíjet se jako buněčné typy specifické pro různé tělesné orgány. Jednou slibnou cestou vpřed při testování léků a výzkumu nemocí je vytvoření organoidních modelů lidských orgánů pro stanovení účinnosti a účinnosti léků.

Zatímco vědci experimentovali s rudimentárními mozkovými organoidy, nová metoda obnovy struktur, které plní roli lidské hematoencefalické bariéry, pokud je začleněna do mozkových organoidů, přinese vědě velký krok blíže k vytvoření „mozku v misce“, která věrně replikovat jak strukturu, tak funkci skutečných lidských mozků nebo jejich částí.

Duplikování endoteliální bariéry v mozkových organoidech je zásadní, protože mozek musí být chráněn před látkami v krvi.

U hematoencefalické bariéry dochází k „únikům“ u určitých onemocnění, včetně některých neurologických onemocnění včetně ALS a epilepsie. Je také propustnější, když zánět v těle dosáhne vysokých úrovní. Může to být jeden ze způsobů, jak zánětlivé molekuly vstupují do mozku a narušují normální funkci, například při roztroušené skleróze.