Augoša darba asins-smadzeņu barjera

Autors: Brain & Behavior Staff

Pētnieki, kuru vadīja 2016. gada BBRF jaunais pētnieks Ītans Lipmans, doktors, ziņo, ka viņiem ir izdevies "izveidot" asinsvadu audus, kas darbojas kā smadzeņu izšķirošā aizsargmembrāna, ko sauc par asins-smadzeņu barjeru. Barjera darbojas kā selektīvs siets, kas no smadzenēm un mugurkaula šķidruma aiztur lielas molekulas, ieskaitot baktērijas, bet ļauj iekļūt skābeklim, glikozei un citām vitāli svarīgām vielām.

Darbam, kas veikts Vanderbiltas universitātē un publicēts 2019. gada 14. februārī cilmes šūnu ziņojumos, vajadzētu palīdzēt paātrināt zinātnisko ideju tulkošanu smadzeņu pētījumos.

Kaut arī divdimensiju smadzeņu šūnu kultūras tika audzētas agrāk, šī ir pirmā reize, kad tiek izveidots trīsdimensiju modelis, kas darbojas kā cilvēka asins-smadzeņu barjera. Modelis ir audzēts no šūnām, kas ņemtas no cilvēka asinsvadiem un kuras tiek stimulētas pārveidoties par specializētu šūnu tipu, kas ir asins-smadzeņu barjeras pamats. Tad tie tiek samontēti trīsdimensiju matricā, kas darbojas kā sastatnes.

Šūnu pārprogrammēšanas paņēmienu, ko pagājušajā desmitgadē aizsāka BBRF saņēmēji un citi smadzeņu pētījumi, sauc par iPSC, kas nozīmē “inducētas pluripotentu cilmes šūnu” tehnoloģiju. Tam ir daudz pielietojumu medicīnā, jo īpaši dažāda veida “organoīdu” - dzīvu, trīsdimensiju šūnu kultūru - izveidošanai, kuras tiek mudinātas pārveidot par šūnu tipiem, kas raksturīgi dažādiem ķermeņa orgāniem. Viens daudzsološs ceļš uz narkotiku testēšanu un slimību izpēti ir cilvēka orgānu organoīdu modeļu izveidošana, lai noteiktu zāļu efektivitāti un iedarbīgumu.

Kamēr pētnieki ir eksperimentējuši ar elementāriem smadzeņu organoīdiem, jaunā metode struktūru atjaunošanai, kas pilda cilvēka asins-smadzeņu barjeras lomu, ja tā ir iestrādāta smadzeņu organoīdos, zinātnei ļautu tuvināties “smadzeņu traukā” radīšanai, kas uzticīgi atkārto gan faktisko cilvēka smadzeņu, gan to daļu struktūru un funkcijas.

Smadzeņu organoīdu endotēlija barjeras kopēšana ir kritiska, jo smadzenes ir jāaizsargā no asinīs esošām vielām.

Asins-smadzeņu barjera attīstās “noplūdes” dažās slimībās, ieskaitot noteiktas neiroloģiskas slimības, tostarp ALS un epilepsiju. Tas ir arī caurlaidīgāks, kad iekaisums organismā sasniedz augstu līmeni. Tas var būt viens no veidiem, kā iekaisuma molekulas nonāk smadzenēs un traucē normālu darbību, piemēram, multiplās sklerozes gadījumā.