ИСТОРИЯ МЕДИЦИНЫ

Создана первая 3D-модель барьера между мозгом и кровотоком

Японские нейрофизиологи и молекулярные биологи разработали первую трехмерную модель гематоэнцефалического барьера (ГЭБ), прослойки ткани, изолирующей центральную нервную систему от кровотока и всего остального организма в целом. Ее создание ускорит разработку лекарств от рака и болезней мозга, сообщила пресс-служба Института передовых исследований Riken.

"Мы разработали альтернативу для использования животных в процессе разработки и проверки действенности и безопасности лекарств, способных проникать через данный барьер. Нашу модульную платформу можно также адаптировать для изучения различных болезней, в том числе возрастных нейродегенеративных заболеваний, таких как болезни Альцгеймера и Паркинсона", - заявил руководитель научной группы в Riken (Япония) Масайя Хагивара, чьи слова приводит пресс-служба института.

Иследователи создали первый полноценный трехмерный аналог барьера между кровеносной системой и тканями мозга, используя культуры вспомогательных клеток человеческого мозга, а также клетки стенок сосудов, выращенные из стволовых клеток.

Ученые обнаружили, что обе культуры клеток начинают взаимодействовать друг с другом и образовать ГЭБ в том случае, если сформировать внутри "инкубаторов" трехмерную структуру из астроцитов и перицитов мозга, и разместить ее на небольшом расстоянии от плоского листа, выложенного из клеток стенок сосудов.

Работу этой трехмерной модели барьера между сосудами и тканями мозга ученые проверили в опытах по изучению взаимодействий между культурой клеток глиобластомы, одной из самых агрессивных форм рака мозга, и молекулами противоопухолевого лекарства винкристина. Данное соединение эффективно уничтожает новообразования в мозге, однако при этом оно активно проникает в его ткани только в комбинации с реверсаном, короткой молекулой, повышающей проницаемость ГЭБ.

Проведенные исследователями опыты показали, что созданный ими аналог ГЭБ не позволял чистому винкристину попасть в опухоль, но при этом он не мешал его движению в комбинации с реверсаном. Как считают исследователи, это говорит в пользу того, что созданная ими 3D-модель воспроизводит ключевые функции барьера между мозгом и кровеносной системы, что позволяет использовать ее для изучении свойств ГЭБ и для разработки новых лекарств.

Барьер между мозгом и кровотоком

Гематоэнцефалический барьер представляет собой ткань, которая отделяет мозг от кровеносной системы. Она пропускает через себя только питательные вещества, отходы жизнедеятельности, небольшие сигнальные молекулы и некоторые типы иммунных клеток. Это защищает мозг от большинства известных инфекций и многих токсинов, тогда как нарушение целостности ГЭБ часто приводит к развитию воспалений мозга и других тяжелых последствий для пациента.

С другой стороны, ГЭБ не позволяет большому числу лекарств проникать внутрь тканей мозга, что сильно ограничивает их применимость. Обе этих особенности барьера между нервной системой и кровотоком заставляют биологов и медиков активно изучать то, как работает ГЭБ и искать методы его укрепления, а также избирательного обхода этого препятствия при приеме лекарств.

По материалам сайта ТАСС