Menumbuhkan Penghalang Darah-Otak yang Bekerja

Oleh Brain & Behavior Staff

Para peneliti yang dipimpin oleh Investigator Muda BBRF 2016 Ethan Lippmann, Ph.D., melaporkan bahwa mereka telah berhasil "membangun" jaringan vaskular yang berfungsi seperti membran pelindung penting otak, yang disebut sawar darah-otak. Penghalang bertindak seperti saringan selektif, menjaga molekul besar termasuk bakteri keluar dari otak dan cairan tulang belakang, tetapi memungkinkan oksigen, glukosa, dan zat penting lainnya masuk.

Pekerjaan yang dilakukan di Vanderbilt University dan diterbitkan pada 14 Februari 2019 di Stem Cell Reports ini diharapkan dapat membantu mempercepat penerjemahan ide-ide ilmiah ke dalam penelitian tentang otak.

Sementara kultur sel otak dua dimensi telah berkembang di masa lalu, ini adalah pertama kalinya model tiga dimensi yang berfungsi seperti penghalang darah-otak manusia diciptakan. Model ini dikembangkan dari sel-sel yang diambil sampelnya dari pembuluh darah manusia yang diinduksi untuk berkembang kembali sebagai jenis sel khusus yang merupakan dasar dari sawar darah-otak. Kemudian dirangkai dalam matriks tiga dimensi yang berfungsi seperti perancah.

Teknik pemrograman ulang sel, yang dipelopori dalam penelitian otak oleh penerima BBRF dan lainnya selama dekade terakhir, disebut iPSC, yang merupakan singkatan dari teknologi “sel induk berpotensi majemuk terinduksi”. Ia memiliki banyak aplikasi di seluruh dunia kedokteran, terutama dalam penciptaan berbagai jenis “organoid” —kultur sel tiga dimensi yang hidup yang dibujuk untuk berkembang kembali sebagai jenis sel yang spesifik untuk berbagai organ tubuh. Satu jalur maju yang menjanjikan dalam pengujian obat dan penelitian penyakit terletak pada pembuatan model organoid organ manusia, untuk menentukan kemanjuran dan potensi obat.

Sementara para peneliti telah bereksperimen dengan organoid otak yang belum sempurna, metode baru untuk menciptakan kembali struktur yang menjalankan peran penghalang darah-otak manusia, jika dimasukkan ke dalam organoid otak, akan membawa ilmu pengetahuan selangkah lebih dekat untuk menciptakan "otak dalam piring" yang setia. mereplikasi baik struktur dan fungsi otak manusia yang sebenarnya, atau bagian-bagiannya.

Menduplikasi penghalang endotel di organoid otak sangat penting, karena otak harus dilindungi dari zat di dalam darah.

Penghalang darah-otak mengembangkan "kebocoran" pada penyakit tertentu, termasuk penyakit neurologis tertentu termasuk ALS dan epilepsi. Itu juga lebih permeabel ketika peradangan dalam tubuh mencapai tingkat yang tinggi. Ini mungkin salah satu cara di mana molekul inflamasi memasuki otak dan mengganggu fungsi normal, misalnya pada multiple sclerosis.