Sono riusciti a creare mini-cervelli con barriere ematoencefaliche funzionali


Per la prima volta, gli scienziati sono riusciti a sviluppare modelli in miniatura del cervello umano che incorporano la barriera emato-encefalica (BBB), un sistema di sicurezza essenziale che protegge il nostro cervello dalle sostanze nocive. Questi modelli, delle dimensioni di un seme di sesamo, rappresentano un progresso significativo nello studio delle malattie neurologiche.

La barriera ematoencefalica: un guardiano del cervello

La barriera emato-encefalica (BBB) ​​svolge un ruolo fondamentale nella protezione del cervello sostanze potenzialmente nocive. Funziona come a filtro selettivo rivestendo i vasi sanguigni del cervello e consentendo il passaggio solo di alcune sostanze essenziali, come gli ormoni e il glucosio.

Allo stesso tempo, lei blocca l'ingresso di tossine e batteri. Tuttavia, questa stessa protezione rappresenta una sfida significativa per lo sviluppo di trattamenti medici, perché la BBB impedisce anche a molti farmaci di entrare nel cervello.

Ziyuan Guo, neurobiologo e coautore dello studio, lo sottolinea l’assenza di un modello umano La BBB autentica ha rappresentato un grosso ostacolo alla ricerca sulle malattie neurologiche.

Fino ad ora, gli scienziati si sono affidati a modelli animali per studiare la BEE e lo sviluppo del cervello. Tuttavia, non riflettono accuratamente le caratteristiche e il funzionamento del cervello umano. Le differenze tra il cervello animale e quello umano sono infatti significative e limitano l’accuratezza della ricerca e delle conclusioni tratte dagli studi sugli animali.

È qui che il nuovi modelli miniaturizzati del cervello umano entrano in gioco questi sono infatti progettati per imitare più precisamente lo sviluppo e la funzionalità del cervello umano, compresa la barriera ematoencefalica. Creando repliche in miniatura della BBB umana, gli scienziati possono studiarne il comportamento e la reazione a diverse sostanze in un contesto molto più vicino alla realtà.

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barriera emato-encefalica
La barriera emato-encefalica riveste i vasi sanguigni che attraversano il cervello e forniscono nutrienti e zuccheri all’organo. Crediti: di Ben Brahim Mohammed, CC BY 3.0

Assembloidi: una nuova tecnologia rivoluzionaria

Nel dettaglio, questi Modelli combinano organoidi cerebrali (gruppi tridimensionali di cellule cerebrali coltivate da cellule staminali) con organoidi dei vasi sanguigni che imitano il sistema vascolare del corpo. Insieme si formano “assembloid” che simulano la crescita e l'interazione delle cellule cerebrali e dei vasi sanguigni in maturazione.

Un mese dopo essere stati combinati, i due tipi di organoidi si sono fusi in strutture sferiche, ciascuna delle quali misurava approssimativamente la dimensione di un seme di sesamo.

Per dimostrare l'utilità di questi modelli, i ricercatori hanno coltivato assembloid con cellule di pazienti con malformazione cavernosa cerebrale. Questa anomalia è caratterizzata da vasi sanguigni di forma anomala nel sistema nervoso. A volte deriva da mutazioni genetiche e può causare sintomi gravi come ictus e convulsioni.

Gli assembloid hanno quindi sviluppato le caratteristiche cellulari di questa malformazioneoffrendo così nuove informazioni al riguardo.

I test iniziali mostrano che questi assembloidi possono essere coltivati ​​per cinque mesi o più. Questo periodo di crescita corrisponde all'incirca al secondo trimestre di sviluppo del cervello in utero.

In futuro, il team di ricercatori prevede di coltivare assembloidi simili utilizzando cellule staminali provenienti da persone con diverse malattie cerebrali. Ciò consentirebbe la creazione di modelli che riflettono la biologia di base di varie patologie neurologiche.

Si noti che questi assembloidi non sono promettenti solo per lo studio delle malattie del cervello. Potrebbero anche essere utilizzati per testare nuovi farmaci, studiare come le tossine danneggiano il cervello e la barriera emato-encefalica e scoprire nuove strategie per veicolare farmaci attraverso di essa.

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