Di Brain & Behavior Staff
Ricercatori co-guidati dal giovane investigatore del BBRF del 2016 Ethan Lippmann, Ph.D., riferiscono di essere riusciti a “costruire” un tessuto vascolare che funzioni come la membrana protettiva cruciale del cervello, chiamata barriera emato-encefalica. La barriera agisce come un setaccio selettivo, mantenendo grandi molecole compresi i batteri dal cervello e dal fluido spinale, ma consentendo l’ingresso di ossigeno, glucosio e altre sostanze vitali.
Il lavoro, svolto presso la Vanderbilt University e pubblicato il 14 febbraio 2019 in Stem Cell Reports, dovrebbe contribuire ad accelerare la traduzione di idee scientifiche nella ricerca sul cervello.
Sebbene in passato siano state coltivate culture biologiche cerebrali bidimensionali, questa è la prima volta che viene creato un modello tridimensionale che funziona come la barriera emato-encefalica umana. Il modello è cresciuto da cellule campionate dal sistema vascolare umano che sono indotte a svilupparsi come un tipo di cellula specializzata che è alla base della barriera emato-encefalica. Quindi sono assemblati in una matrice tridimensionale che funziona come un’impalcatura.
La tecnica di riprogrammazione cellulare, pioniere nella ricerca sul cervello da parte di beneficiari di BBRF e altri nell’ultimo decennio, si chiama iPSC, che sta per tecnologia “indotta da cellule staminali pluripotenti”. Ha molte applicazioni in medicina, in particolare nella creazione di vari tipi di “organoidi” -living, culture tridimensionali di cellule che vengono indotte a riqualificarsi come tipi di cellule specifiche per vari organi corporei. Un promettente percorso verso la sperimentazione di farmaci e la ricerca sulle malattie sta nella creazione di modelli organoidi di organi umani, per determinare l’efficacia e la potenza dei farmaci.
Mentre i ricercatori hanno sperimentato rudimentali organi del cervello, il nuovo metodo per ricreare strutture che svolgono il ruolo della barriera emato-encefalica umana, se incorporato negli organoidi del cervello, farebbe un grande passo in avanti verso la creazione di “cervelli in un piatto” che fedelmente replicare sia la struttura e la funzione dei cervelli umani reali, o parti di essi.
La duplicazione della barriera endoteliale negli organoidi cerebrali è fondamentale, perché il cervello deve essere protetto dalle sostanze nel sangue.
La barriera emato-encefalica sviluppa “perdite” in alcune malattie, tra cui alcune malattie neurologiche tra cui la SLA e l’epilessia. È anche più permeabile quando l’infiammazione nel corpo raggiunge livelli elevati. Questo può essere un modo in cui le molecole infiammatorie entrano nel cervello e perturbano la normale funzione, ad esempio nella sclerosi multipla.
