Crecimiento de una barrera hematoencefálica funcional

Por el personal de Brain & Behavior

Los investigadores codirigidos por el joven investigador de 2016 BBRF Ethan Lippmann, Ph.D., informan que han logrado "construir" tejido vascular que funciona como la membrana protectora crucial del cerebro, llamada barrera hematoencefálica. La barrera actúa como un tamiz selectivo, manteniendo las moléculas grandes, incluidas las bacterias, fuera del cerebro y el líquido cefalorraquídeo, pero permitiendo la entrada de oxígeno, glucosa y otras sustancias vitales.

El trabajo, realizado en la Universidad de Vanderbilt y publicado el 14 de febrero de 2019 en Stem Cell Reports, debería ayudar a acelerar la traducción de ideas científicas en investigación sobre el cerebro.

Si bien en el pasado se han desarrollado cultivos bidimensionales de células cerebrales, esta es la primera vez que se crea un modelo tridimensional que funciona como la barrera hematoencefálica humana. El modelo se hace crecer a partir de células extraídas de la vasculatura humana que se inducen a volver a desarrollarse como un tipo de célula especializada que es la base de la barrera hematoencefálica. Luego se ensamblan en una matriz tridimensional que funciona como un andamio.

La técnica de reprogramación celular, pionera en la investigación del cerebro por los beneficiarios de BBRF y otros durante la última década, se llama iPSC, que significa tecnología de “células madre pluripotentes inducidas”. Tiene muchas aplicaciones en la medicina, sobre todo en la creación de varios tipos de "organoides": cultivos de células vivientes y tridimensionales que son inducidos a volver a desarrollarse como tipos celulares específicos de varios órganos corporales. Un camino prometedor en las pruebas de drogas y la investigación de enfermedades radica en la creación de modelos organoides de órganos humanos para determinar la eficacia y la potencia de los medicamentos.

Si bien los investigadores han experimentado con organoides cerebrales rudimentarios, el nuevo método para recrear estructuras que desempeñan el papel de la barrera hematoencefálica humana, si se incorpora a los organoides cerebrales, acercaría a la ciencia un gran paso hacia la creación de "cerebros en un plato" que fielmente replicar tanto la estructura como la función de los cerebros humanos reales, o partes de ellos.

La duplicación de la barrera endotelial en los organoides cerebrales es fundamental, porque el cerebro debe protegerse de las sustancias de la sangre.

La barrera hematoencefálica desarrolla "fugas" en ciertas enfermedades, incluidas ciertas enfermedades neurológicas, como la ELA y la epilepsia. También es más permeable cuando la inflamación en el cuerpo alcanza niveles altos. Ésta puede ser una de las formas en que las moléculas inflamatorias entran en el cerebro y perturban la función normal, por ejemplo, en la esclerosis múltiple.