Criando uma barreira hematoencefálica funcional

Por equipe de cérebro e comportamento

Os pesquisadores co-liderados por 2016 BBRF Young Investigator Ethan Lippmann, Ph.D., relatam que tiveram sucesso na "construção" de tecido vascular que funciona como a membrana protetora crucial do cérebro, chamada de barreira hematoencefálica. A barreira age como uma peneira seletiva, mantendo grandes moléculas, incluindo bactérias, fora do cérebro e do fluido espinhal, mas permitindo a entrada de oxigênio, glicose e outras substâncias vitais.

O trabalho, realizado na Vanderbilt University e publicado em 14 de fevereiro de 2019 na Stem Cell Reports, deve ajudar a acelerar a tradução de ideias científicas em pesquisas sobre o cérebro.

Embora culturas de células cerebrais bidimensionais tenham crescido no passado, esta é a primeira vez que um modelo tridimensional que funciona como a barreira hematoencefálica humana foi criado. O modelo é cultivado a partir de amostras de células da vasculatura humana que são induzidas a se desenvolver novamente como um tipo de célula especializado que é a base da barreira hematoencefálica. Em seguida, eles são montados em uma matriz tridimensional que funciona como um andaime.

A técnica de reprogramação de células, pioneira na pesquisa do cérebro por donatários da BBRF e outros na última década, é chamada de iPSC, que significa tecnologia de “células-tronco pluripotentes induzidas”. Ele tem muitas aplicações na medicina, principalmente na criação de vários tipos de “organoides” - culturas vivas e tridimensionais de células que são induzidas a se desenvolver novamente como tipos de células específicos para vários órgãos do corpo. Um caminho promissor em testes de drogas e pesquisa de doenças está na criação de modelos organoides de órgãos humanos para determinar a eficácia e a potência dos medicamentos.

Embora os pesquisadores tenham feito experiências com organóides cerebrais rudimentares, o novo método para recriar estruturas que desempenham o papel da barreira hematoencefálica humana, se incorporado aos organóides cerebrais, traria a ciência um grande passo mais perto de criar "cérebros em um prato" que fielmente replicar tanto a estrutura quanto a função dos cérebros humanos reais, ou partes deles.

A duplicação da barreira endotelial em organóides cerebrais é crítica, porque o cérebro deve ser protegido de substâncias no sangue.

A barreira hematoencefálica desenvolve “vazamentos” em certas doenças, incluindo certas doenças neurológicas, incluindo ELA e epilepsia. Também é mais permeável quando a inflamação no corpo atinge níveis elevados. Essa pode ser uma maneira pela qual as moléculas inflamatórias entram no cérebro e perturbam a função normal, por exemplo, na esclerose múltipla.