Mittwoch, 02 März 2016 13:22

Wyss-Institut: Blut-Hirn-Schranke auf dem Chip Empfehlung

Wissenschaftler des Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering unter der Leitung von Prof. Donald Ingber haben eine neue wichtige Organ-on-a-Chip-Plattform entwickelt. Diesmal wurde die humane Blut-Hirn-Schranke miniaturisiert. Damit können Wissenschaftler neurovaskulare Forschung betreiben und Entzündungsprozesse in-vitro untersuchen.

Die Blut-Hirn-Schranke ist die Barriere zwischen den Flüssigkeiten des Blutkreislaufs und im ZNS. Sie ist damit "die erste Abwehrlinie gegen Chemikalien und andere Moleküle, die das Gehirn verletzen können", so Prof. Ingber in einer gestrigen Pressemitteilung auf der Website des Wyss-Instituts.

Für ihr in-vitro-Modell haben die Bostoner Forscher auf einer kleinen Chipplattform zunächst in feinsten Mikrokanälen auf dem Chip eine Kollagenmatrix mit humanen Astrozyten eingebracht. In der Matrix erzeugten sie ein winziges Lumen mit dem Durchmesser einer Kapillare. Hiernach brachten sie Perizyten auf und kleideten das kleine Gefäß mit humanen Endothelzellen aus. Über den Beobachtungszeitraum setzten sich die Zellen nachfolgend in der Position zusammen wie es auch in-vivo zu beobachten ist, also die Endothelzell kleideten die innere Oberfläche der Kapillare aus mit dichter Anlagerung der Perizyten. Diese regeln u.a. die Durchlässigkeit der Kapillare für Moleküle. Die Wissenschaftler konnten auch beobachten, wie die Endothelzellen von den Perizyten mit Nährstoffen versorgt wurden.

 


Feines Kapillarnetzwerk des Gehirns.
Foto: Dan Ferber.


Eine besonderes Interesse der Wissenschaftler bestand in der Untersuchung von Prozessen der neuroinflammation, indem sie in ihr in-vitro-Modell ein entzündungsauslösendes Protein einbrachten, das mit der Auslösung schwerer neurdegenerativer Erkrankungen in Zusammenhang steht. Sowohl Astrozyten als auch Perizyten reagierten unabhängig voneinander auf die Entzündungssignale mit der Produktion von neuroprotektiven Molekülen.

Wegen der selektiven Durchlässigkeit ist es im Normalfall schwierig, geeignete Arzneimittel in Form sehr kleiner Moleküle zu entwickeln, die die Barriere passieren können. Das in-vitro-Modell ermöglicht nun entsprechende Untersuchungen hierzu.

Quelle:
http://wyss.harvard.edu/viewpressrelease/249
http://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0150360
http://www.examiner.com/article/blood-brain-barrier-created-a-laboratory-dish