Een werkende bloed-hersenbarrière laten groeien

Door Brain & Behavior-medewerkers

Onderzoekers, mede geleid door 2016 BBRF Young Investigator Ethan Lippmann, Ph.D., rapporteren dat ze erin geslaagd zijn om vaatweefsel te 'bouwen' dat functioneert als het cruciale beschermende membraan van de hersenen, de bloed-hersenbarrière. De barrière werkt als een selectieve zeef en houdt grote moleculen, waaronder bacteriën, uit de hersenen en het ruggenmergvocht, maar laat zuurstof, glucose en andere vitale stoffen binnen.

Het werk, uitgevoerd aan de Vanderbilt University en gepubliceerd op 14 februari 2019 in Stem Cell Reports, zou de vertaling van wetenschappelijke ideeën naar onderzoek naar de hersenen moeten helpen versnellen.

Hoewel in het verleden tweedimensionale hersencelculturen zijn gekweekt, is dit de eerste keer dat een driedimensionaal model is gecreëerd dat functioneert als de menselijke bloed-hersenbarrière. Het model is gekweekt uit cellen die zijn bemonsterd uit menselijke vasculatuur die worden geïnduceerd om zich te herontwikkelen tot een gespecialiseerd celtype dat de basis vormt van de bloed-hersenbarrière. Vervolgens worden ze geassembleerd in een driedimensionale matrix die functioneert als een steiger.

De celherprogrammeringstechniek, een pionier in hersenonderzoek door BBRF-begunstigden en anderen in het afgelopen decennium, wordt iPSC genoemd, wat staat voor "geïnduceerde pluripotente stamcel" -technologie. Het heeft veel toepassingen in de geneeskunde, met name bij het creëren van verschillende soorten "organoïden" - levende, driedimensionale celculturen die worden overgehaald om zich opnieuw te ontwikkelen tot celtypen die specifiek zijn voor verschillende lichaamsorganen. Een veelbelovende weg voorwaarts bij het testen van geneesmiddelen en het onderzoeken van ziekten ligt in het creëren van organoïde modellen van menselijke organen om de werkzaamheid en potentie van medicijnen te bepalen.

Terwijl onderzoekers hebben geëxperimenteerd met rudimentaire hersenorganoïden, zou de nieuwe methode voor het recreëren van structuren die de rol van de menselijke bloed-hersenbarrière vervullen, indien opgenomen in hersenorganoïden, de wetenschap een grote stap dichter bij het creëren van 'hersenen in een gerecht' brengen. repliceren zowel de structuur als de functie van de werkelijke menselijke hersenen, of delen daarvan.

Het dupliceren van de endotheliale barrière in hersenorganoïden is van cruciaal belang, omdat de hersenen moeten worden beschermd tegen stoffen in het bloed.

De bloed-hersenbarrière ontwikkelt "lekken" bij bepaalde ziekten, waaronder bepaalde neurologische ziekten, waaronder ALS en epilepsie. Het is ook beter doorlaatbaar wanneer de ontsteking in het lichaam hoge niveaus bereikt. Dit kan een manier zijn waarop ontstekingsmoleculen de hersenen binnendringen en de normale functie verstoren, bijvoorbeeld bij multiple sclerose.