3D-модель гематоэнцефалического барьера ускорит разработку лекарств от нейродегенеративных заболеваний

Такой подход не отражает сложную структуру и функции ГЭБ и не учитывает коммуникации между различными типами клеток.

Швейцарские исследователи предложили более реалистичную модель гематоэнцефалического барьера, которая позволит проводить более информативные исследования по оценке новых лекарств, разработанных для лечения болезней ЦНС. Также новая 3D-модель ГЭБ может использоваться для оценки инновационных методов лечения опухолей головного мозга.

Для воссоздания барьера разработчики из ETH Zurich объединили в рамках одной платформы эндотелиальные клетки микрососудов, астроциты и перициты человека, т.е. типы клеток, которые образуют гематоэнцефалический барьер в естественных условиях. Это позволило почти полностью воссоздать трехмерную структуру ГЭБ и измерять проницаемость барьера, одновременно отслеживая его морфологические изменения при помощи микроскопии высокого разрешения.

В ходе экспериментов ученые поместили прозрачные электроды на покровные стекла с обеих сторон барьера для измерения его проницаемости, выражаемой в электрическом сопротивлении клеточной мембраны. Чтобы имитировать движение жидкости в организме, исследователи установили микрофлюидную платформу с резервуарами для жидкости на своеобразный балансир. Гравитация вызывала поток, который, в свою очередь, создавал силу клеточного сдвига.

Биоинженеры протестировали свою новую модель ГЭБ in vitro в условиях стресса (гипоксии). Эти эксперименты позволили спровоцировать в ГЭБ быстрые трансформации и продемонстрировать потенциал платформы. Авторам удалось также обнаружить, что электрическое сопротивление барьера снижается еще до того, как он претерпевает морфологические изменения, которые делают его более проницаемым.

Ученые из ETH Zurich считают, что их модель позволит более точно определять, какие молекулы стабилизируют ГЭБ, а также выявлять соединения, подходящие для его преодоления, что уже необходимо для разработки лекарств.