Kasvava toimiva veri-aivojen este

Kirjoittanut Brain & Behavior Staff

Tutkijat johtivat vuoteen 2016 mennessä BBRF: n nuori tutkija Ethan Lippmann, tohtori. He ovat onnistuneet "rakentamaan" verisuonikudoksen, joka toimii kuten aivojen ratkaiseva suojakalvo, jota kutsutaan veri-aivoesteeksi. Este toimii kuin valikoiva seula, joka pitää suuret molekyylit, mukaan lukien bakteerit, poissa aivoista ja selkäydinnesteestä, mutta sallii hapen, glukoosin ja muiden elintärkeiden aineiden pääsyn.

Vanderbiltin yliopistossa tehdyn työn, joka julkaistiin 14. helmikuuta 2019 kantasoluraportissa, pitäisi auttaa nopeuttamaan tieteellisten ideoiden kääntämistä aivotutkimukseen.

Vaikka kaksiulotteisia aivosoluviljelmiä on kasvatettu aiemmin, tämä on ensimmäinen kerta, kun on luotu kolmiulotteinen malli, joka toimii kuten ihmisen veri-aivoesteet. Malli on kasvatettu soluista, jotka on otettu näytteistä ihmisen verisuonistosta ja jotka ovat kehittyneet kehittymään erikoistuneeksi solutyypiksi, joka on veri-aivoesteen perusta. Sitten ne kootaan kolmiulotteiseen matriisiin, joka toimii kuin teline.

Solujen uudelleenohjelmointitekniikkaa, jonka BBRF-apurahat ja muut ovat viime vuosikymmenen ajan edelläkävijät aivotutkimuksessa, kutsutaan iPSC: ksi, joka tarkoittaa "indusoitua pluripotenttia kantasolutekniikkaa". Sillä on monia sovelluksia lääketieteessä, erityisesti erityyppisten "organoidien" - elävien, kolmiulotteisten soluviljelmien luomisessa, joita kehotetaan kehittämään uudelleen keho-elimille ominaisiksi solutyypeiksi. Yksi lupaava polku lääketestauksessa ja tautitutkimuksessa on ihmisen elinten organoidimallien luominen lääkkeiden tehon ja tehon määrittämiseksi.

Vaikka tutkijat ovat kokeilleet alkeellisia aivojen organoideja, uusi menetelmä ihmisen veri-aivoesteen roolien suorittavien rakenteiden luomiseksi, jos se sisällytetään aivojen organoideihin, toisi tieteen suuren askeleen lähemmäksi "aivot astiassa", joka luo uskollisesti toistaa sekä varsinaisen ihmisen aivojen että niiden osien rakenteen ja toiminnan.

Endoteelin esteen kopiointi aivojen organoideissa on kriittistä, koska aivot on suojattava veressä olevilta aineilta.

Veri-aivoeste kehittää "vuotoja" tietyissä sairauksissa, mukaan lukien tietyt neurologiset sairaudet, kuten ALS ja epilepsia. Se on myös läpäisevämpi, kun kehon tulehdus saavuttaa korkean tason. Tämä voi olla yksi tapa, jolla tulehdukselliset molekyylit pääsevät aivoihin ja häiritsevät normaalia toimintaa, esimerkiksi multippeliskleroosissa.