מודל תלת ממדי מחקה במדויק את מחסום הדם-מוח (BBB) בסביבת מעבדה פותח בהצלחה על ידי צוותי מחקר בהובלת פרופסור ג'ינה ג'אנג מהמחלקות להנדסת מכונות, מדעי החיים, הנדסת התכנסות ובית הספר להתכנסות בוגר Postech, ופרופסור סאן הא פק מהמחלקה לנוירוכירורגיה בבית החולים האוניברסיטאי של סיאול. מחקר זה פורסם לאחרונה ב מחקר ביו -חומריםכתב עת אקדמי בינלאומי למדעי החומרים.
מחלות נוירו -ניווניות, כולל אלצהיימר, מחלת פרקינסון וטרשת רוחבית אמיוטרופית (ALS), נובעות מהירידה המתקדמת של תפקודי המוח והעצבים, בעיקר כתוצאה מהזדקנות. דלקת נוירואין כרונית, המניע העיקרי להפרעות אלה, נובע מהאינטראקציות המורכבות בין כלי דם מוחיים לתאים עצביים, שם ה- BBB ממלא תפקיד רגולטורי מרכזי. עם זאת, דגמי BBB קיימים לא הצליחו לשכפל את המבנה התלת-ממדי התלת ממדי המורכב של כלי הדם המוחיים, מה שמציב אתגרים משמעותיים למחקר ופיתוח תרופות.
כדי להתייחס למגבלות אלה, צוות המחקר פיתח ביו-סמוי ספציפי מוחי ספציפי באמצעות "מטריצה חוץ-תאית מפורקת" (CBVDECM), שמקורו במוח החזירים וכלי הדם. בנוסף, הצוות יישם טכנולוגיית הדפסת ביו תלת מימדית כדי לבנות מודל כלי דם צינורי המשכפל במדויק את המבנה האנטומי ואת התפקוד של ה- BBB האנושי.
מאפיין מרכזי במודל זה הוא היווצרות ספונטנית של מבנה שכבה כפול ללא גירויים חיצוניים. כאשר שולבו "HBMEC (תאי אנדותל מיקרו-וסקולריים של המוח האנושי)" ו- "HBVP (פריסיטים כלי הדם של המוח האנושי)" שולבו בביו-סינק של CBVDECM והודפסו, תאי האנדותל מורכבים בעצמם בדופן כלי הדם הפנימי, ואילו פריסיטים יצרו שכבה סביבה. זה הביא ליצירת מבנה שכבה כפול שדומה לארכיטקטורה של כלי דם בפועל.
יתר על כן, צוות המחקר שכפל בהצלחה את תהליך ההסדר ואת הארגון של "חלבוני צומת הדוקים", רכיב בדרך כלל נעדר במודלים דו -מימדיים קונבנציונליים. בנוסף, נצפו חדירות BBB ותגובות דלקתיות לאחר חשיפה לחומרים המעוררים דלקת (TNF-α ו- IL-1β). גישה זו אפשרה דוגמנות מדויקת של מנגנונים נוירו -דלקתיים, והניבה תובנות ביקורתיות לגבי תפקיד תפקוד לקוי של BBB ודלקת בפתופיזיולוגיה של מחלות ניווניות.
פרופסור סאן הא פק מבית החולים האוניברסיטאי הלאומי בסיאול העיר, "מחקר זה מספק פלטפורמה מכריעה לחקירת המנגנונים הפתולוגיים של דלקת נוירואין ופיתוח אסטרטגיות טיפוליות חדשות."
אנו שואפים לשלב סוגי תאים נוספים, כמו תאי גלייה, נוירונים ותאי חיסון, כדי לשכלל שיטות לכימות תגובות דלקתיות וחדירות, תוך הרחבה למודלים של מחלות ספציפיות למטופלים. "
פרופסור ג'ינה ג'אנג מפוסטק
מחקר זה נתמך על ידי משרד הסחר, התעשייה והאנרגיה והמכון לתכנון והערכה של קוריאה לטכנולוגיה תעשייתית טכנולוגית תעשייתית, וכן קרן המחקר הלאומית של תוכנית התמיכה במכון המחקר הממוקד באוניברסיטה בקוריאה.
