Fer créixer una barrera hematoencefàlica en funcionament

A càrrec del personal de Brain & Behavior

Investigadors codirigits pel jove investigador BBRF 2016 Ethan Lippmann, Ph.D., informen que han aconseguit "construir" teixit vascular que funcioni com la membrana protectora crucial del cervell, anomenada barrera hematoencefàlica. La barrera actua com un tamís selectiu, mantenint les molècules grans, inclosos els bacteris, fora del cervell i del líquid espinal, però permetent l’entrada d’oxigen, glucosa i altres substàncies vitals.

El treball, realitzat a la Universitat de Vanderbilt i publicat el 14 de febrer de 2019 a Stem Cell Reports, hauria d’ajudar a accelerar la traducció d’idees científiques a la investigació sobre el cervell.

Tot i que en el passat s’han cultivat cultures bidimensionals de cèl·lules cerebrals, aquesta és la primera vegada que es crea un model tridimensional que funciona com la barrera hematoencefàlica humana. El model es cultiva a partir de cèl·lules mostrejades a partir de la vasculatura humana que s’indueixen a desenvolupar-se com un tipus de cèl·lula especialitzada que és la base de la barrera hematoencefàlica. Després es munten en una matriu tridimensional que funciona com un cadafal.

La tècnica de reprogramació de cèl·lules, pionera en la investigació cerebral per part dels concessionaris BBRF i d’altres en l’última dècada, s’anomena iPSC, que significa tecnologia de “cèl·lules mare pluripotents induïdes”. Té moltes aplicacions a través de la medicina, sobretot en la creació de diversos tipus d '"organoides", cultius vius i tridimensionals de cèl·lules que es converteixen en coagulats per desenvolupar-se com a tipus de cèl·lules específiques de diversos òrgans corporals. Un camí prometedor en la prova de drogues i la investigació de malalties rau en la creació de models organoides d’òrgans humans per determinar l’eficàcia i la potència dels medicaments.

Tot i que els investigadors han experimentat amb rudimentaris organoides cerebrals, el nou mètode per recrear estructures que compleixen el paper de la barrera hematoencefàlica humana, si s’incorporen als organoides cerebrals, aproparia la ciència a la creació de “cervells en un plat” que fidelment replicar l'estructura i la funció dels cervells humans reals, o parts d'ells.

Duplicar la barrera endotelial en els organoides cerebrals és fonamental, perquè el cervell ha d’estar protegit de substàncies a la sang.

La barrera hematoencefàlica desenvolupa "fuites" en certes malalties, incloses certes malalties neurològiques, com ara l'ELA i l'epilèpsia. També és més permeable quan la inflamació del cos arriba a nivells elevats. Aquesta pot ser una forma en què les molècules inflamatòries entren al cervell i pertorben la funció normal, per exemple en l'esclerosi múltiple.