Ученым удалось создать гематоэнцефалический барьер на чипе из стволовых клеток

Органы, созданные на чипе в лабораторных условиях, в точности моделируют работу внутренних органов. В частности, аналог гематоэнцефалического барьера мозга дает возможность проводить тестирование лекарств для лечения многих тяжелых неврологических заболеваний. Результаты нового исследования на эту тему были опубликованы в журнале Cell Stem Cell.

Исследователи из Университета им. Бен-Гуриона в Негеве (BGU) и Медицинского центра Cedars-Sinai в Лос-Анджелесе впервые применили технологию «орган-на-чипе» к разработке гематоэнцефалического барьера (ГЭБ). Он формирует препятствие между кровеносной и центральной нервной системами. Как известно, ГЭБ защищает мозг от многих повреждающих факторов, в том числе и от циркулирующих микроорганизмов и патогенов. Однако это свойство ГЭБ также может препятствовать попаданию терапевтических лекарств в мозг. Сосудисто-нервный блок, который воспроизводит сложные функции ГЭБ, обеспечивает платформу для моделирования наследственных неврологических расстройств и улучшает скрининг лекарственных средств, а также персонализированную медицину. Кроме того, ГЭБ на чипе позволит разработать новое поколение препаратов, которые будут лучше проникать в нервную ткань.

Разработчики отмечают, что неврологические расстройства, такие как рассеянный склероз, эпилепсия, болезнь Альцгеймера и болезнь Хантингтона, которые в совокупности поражают миллионы людей во всем мире, связаны с дефектом гематоэнцефалического барьера. ГЭБ на чипе позволит разработать новое поколение препаратов, которые будут лучше проникать в нервную ткань.

Гематоэнцефалический барьер на чипе вырастили из индуцированных плюрипотентных стволовых клеток (ИПСК), которые могут стать клетками любого типа. В данном эксперименте ИПСК получили из клеток крови человека. Из ИПСК создали различные типы клеток, которые составляют гематоэнцефалический барьер, а затем поместили в специальную микросреду, которая соответствует естественной в организме человека.

Живые клетки воссоздают функционирующий ГЭБ, в том числе блокируют поступление определенных лекарств. Важно отметить, что когда ученые использовали в качестве основы клетки пациентов с синдромом Аллана-Херндона-Дадли и болезнью Хантингтона, то барьер на чипе функционировал аналогично ГЭБ больного человека.

Полученные результаты позволят подбирать наиболее подходящие лекарственные средства для лечения головного мозга в индивидуальном порядке и открывают потрясающие возможности для точной медицины. В частности, для эффективного лечения таких неврологических заболеваний, как эпилепсия и шизофрения. Некоторые лекарственные препараты уже одобрены для лечения этих болезней, однако выбор терапии нередко основывается на методе проб и ошибок, а также на опыте врача. Более глубокое понимание функционирования гематоэнцефалического барьера откроет новые возможности и для тестирования препаратов для болезни Альцгеймера, рассеянного склероза и многих других тяжелых и неизлечимых заболеваний.