În două studii separate, cercetătorii arată cum BBB acționează ca un paznic între fluxul sanguin și creier, format în principal din celule endoteliale microvasculare cerebrale (BMEC-uri) și susținut de pericite și o membrană bazală. Reglează intrarea moleculelor, toxinelor și patogenilor în creier. Când BBB este compromisă, poate contribui la o serie de tulburări neurologice.
Potrivit lui James McGrath, PhD, autor principal al ambelor studii și profesor de inginerie biomedicală la Universitatea din Rochester, dezvoltarea continuă a acestor cipuri are implicații atât pentru dezvoltarea de medicamente, cât și pentru medicina personalizată.
„Sperăm că, prin construirea acestor modele de țesut sub formă de cip, putem aranja multe modele cerebrale într-un aranjament de înaltă densitate pentru a evalua candidații pentru medicamente neuroprotectoare și a dezvolta modele cerebrale cu diferite background-uri genetice, inclusiv cele care pot fi vulnerabile sau rezistente la furtunile de citokine,” a spus el.
În plus, „Dacă un pacient urmează să fie supus unei chimioterapii sau unei intervenții chirurgicale majore care prezintă riscul de a genera o furtună de citokine, un cip care modelează țesutul cerebral specific al pacientului respectiv ar putea fi folosit pentru a evalua riscul și a ghida alegerea și dozarea medicamentului pentru a ajuta la prevenirea leziunilor cerebrale ca rezultat,” a remarcat McGrath.
Pentru cercetarea lor, echipa a folosit un cip μSiM, care are o membrană subțire de 100 de nanometri, din nitrid de siliciu nanoporos, și a sădit părțile opuse cu celule endoteliale derivate din celule stem pluripotente induse (iPSC) și cu celule asemănătoare pericite. Acest construcție le-a permis să studieze interacțiunile dintre tipurile de celule, să monitorizeze permeabilitatea barierei și să simuleze condițiile de boală.
Într-un studiu, publicat în Advanced Science, echipa a simulat o furtună de citokine și a descoperit că, dacă furtuna de citokine este suficient de intensă, rezultă o inflamație care deteriorează BBB, conducând la leziuni cerebrale.
„Două semnale de stres diferite – proteinele sanguine care pătrund în creier, cum ar fi fibrinogenul, împreună cu citokinele inflamatorii – pot acționa împreună pentru a declanșa modificări dăunătoare în celulele de suport ale creierului numite astrocite,” a spus autorul principal Kaihua Chen, student doctorand în inginerie biomedicală la Universitatea din Rochester. „În același timp, am descoperit că forța naturală a fluxului sanguin ajută bariera hematoencefalica să rămână mai puternică împotriva acestor provocări.” Această descoperire a arătat că atât forțele biologice, cât și cele fizice mențin integritatea BBB.
Într-un al doilea studiu, publicat în Materials Today Bi
Senior Editor RevistaSanatatii.ro. Pasionat de lifespan, fan David Sinclair.
