В новом исследовании ученые воссоздали гематоэнцефалический барьер (ГЭБ) с помощью клеток человека, который функционировал так же, как и в организме. Результаты исследования опубликованы в научном журнале Cell Stem Cell.
Актуальность проблемы
Гематоэнцефалический барьер действует как привратник, блокируя токсины и другие посторонние вещества в кровотоке от попадания в ткани мозга и их повреждения. ГЭБ также может предотвратить проникновение терапевтических лекарственных веществ в мозг. Неврологические расстройства, такие как боковой амиотрофический склероз (болезнь Лу Герига), болезнь Паркинсона и болезнь Хантингтона, в совокупности поражают миллионы людей и связаны с дефектами ГЭБ, который препятствует образованию биомолекул, необходимых для здоровой мозговой деятельности.
Материалы и методы обследования
Ученые создали стволовые клетки, известные как индуцированные плюрипотентные стволовые клетки, которые могут стать клетками любого типа, используя образцы крови взрослого человека. Ученые использовали специальные клетки для создания нейронов, слизистой оболочки кровеносных сосудов и поддерживающих клеток, которые вместе образуют гематоэнцефалический барьер. Затем исследователи поместили различные типы клеток в технологию Орган-на-чипе (Organ-on-a-chip), который воссоздает микросреду организма с естественной физиологией и механическими силами, которые клетки испытывают в организме человека.
Результаты научной работы
Вскоре живые клетки сформировали функциональную единицу гематоэнцефалического барьера, который функционирует так же, как и в организме, в том числе блокирует поступление определенных лекарственных веществ. Примечательно, что когда этот гематоэнцефалический барьер был получен из клеток пациентов с болезнью Хантингтона или синдромом Аллана-Херндона-Дадли, редким врожденным неврологическим расстройством, барьер функционировал так же, как и у пациентов с этими заболеваниями.
Хотя ученые и раньше создавали гематоэнцефалические барьеры вне организма, это исследование еще более продвинуло науку, используя индуцированные плюрипотентные стволовые клетки для создания функционирующего гематоэнцефалического барьера внутри органа-чипа, который обнаружил характерный дефект болезни отдельного пациента. Результаты исследования открывают многообещающий путь для точной медицины.
Выводы
«Возможность использования специфичной для пациента многоклеточной модели гематоэнцефалического барьера на чипе представляет новый стандарт для разработки прогностической, персонализированной медицины», – резюмирует автор исследования Clive Svendsen (Клив Свендсен).
Авторы другого исследования утверждают, что разработан ускоренный метод диагностики болезни Хантингтона.
