Töötava vere-aju barjääri kasvatamine

Autor Brain & Behaviour Staff

Uurijad, keda juhtis 2016. aasta BBRF-i noor uurija Ethan Lippmann, väidavad, et neil on õnnestunud "ehitada" vaskulaarne kude, mis toimib nagu aju ülioluline kaitsemembraan, mida nimetatakse vere-aju barjääriks. Barjäär toimib nagu selektiivne sõel, hoides suuri molekule, sealhulgas baktereid, ajust ja seljavedelikust eemal, kuid võimaldades hapniku, glükoosi ja muude elutähtsate ainete sisenemist.

Vanderbilti ülikoolis tehtud ja 14. veebruaril 2019 tüvirakkude aruannetes avaldatud töö peaks aitama kiirendada teaduslike ideede tõlkimist aju uuringuteks.

Kui varem on kahemõõtmelisi ajurakukultuure kasvatatud, on see esmakordne kolmemõõtmeline mudel, mis toimib nagu inimese vere-aju barjäär. Mudel on kasvatatud rakkudest, mis on võetud inimese veresoontest ja mis on ajendatud arenema spetsiaalse rakutüübina, mis on vere-aju barjääri alus. Seejärel pannakse need kokku kolmemõõtmelises maatriksis, mis toimib nagu telling.

Rakkude ümberprogrammeerimise tehnikat, mille BBRF-i saajad ja teised on viimase aastakümne jooksul juhtinud ajuuuringutes, nimetatakse iPSC-ks, mis tähendab "indutseeritud pluripotentsete tüvirakkude" tehnoloogiat. Sellel on meditsiinis palju rakendusi, eriti mitmesuguste “organoidide” loomisel - elavate kolmemõõtmeliste rakukultuuride loomisel, mida on kombeks arendada erinevate kehaorganite jaoks spetsiifiliste rakutüüpidena. Üks paljulubav tee ravimite testimisel ja haiguste uurimisel seisneb inimorganite organoidmudelite loomises, et määrata ravimite efektiivsus ja tugevus.

Kuigi teadlased on katsetanud algeliste ajuorganoididega, tooks inimese vere-aju barjääri ülesandeid täitvate struktuuride taastootmise uus meetod, kui see on integreeritud ajuorganoididesse, teaduse suure sammu lähemale „ajus tassis” loomisele, mis ustavalt kopeerivad nii inimeste tegelike aju struktuuri kui ka funktsioone või nende osi.

Endoteeli barjääri dubleerimine aju organoidides on kriitilise tähtsusega, sest aju peab olema kaitstud veres sisalduvate ainete eest.

Vere-aju barjäär tekitab teatud haiguste, sealhulgas teatud neuroloogiliste haiguste, sealhulgas ALS ja epilepsia, lekkeid. Samuti on see paremini läbilaskev, kui kehas põletik saavutab kõrge taseme. See võib olla üks viis, kuidas põletikulised molekulid sisenevad ajusse ja häirivad normaalset funktsiooni, näiteks hulgiskleroosi korral.