Les maladies neurodégénératives, notamment la maladie d’Alzheimer, la sclérose latérale de Parkinson et l’amyotrophe (SLA), sont le résultat du déclin progressif des fonctions du cerveau et du système nerveux, principalement en raison du vieillissement. Une équipe coréenne de chercheurs a récemment développé un modèle 3D qui imite avec précision la barrière hémato-encéphalique dans un environnement de laboratoire. Un développement qui peut aider à rechercher une méthode de traitement pour la maladie d’Alzheimer et d’autres troubles cérébraux dégénératifs.
L’inflammation chronique neuro, une cause importante de ces troubles, est causée par les interactions complexes entre les vaisseaux sanguins cérébraux et les cellules neuronales, dans lesquelles le BBB joue un rôle de régulation crucial. Cependant, les modèles BBB existants ne sont pas en mesure d’imiter la structure 3D tridimensionnelle complexe des vaisseaux sanguins cérébraux, ce qui implique des défis considérables pour la recherche et le développement de la médecine.
Modèle 3D Barrière hémato-héros
Dans divers domaines, sont recherchés et travaillent sur une solution pour ce problème. L’ingénieur chimique et organique portugais, le Dr Raquel Rodrigues, l’an dernier, ainsi que des collègues, un cerveau sur le puce avec lequel le traitement d’Alzheimer peut être amélioré. De cette façon, ils peuvent simuler la membrane de la barrière hémato-encéphalique sur la puce à l’aide de matières organiques. Passer cette barrière, qui protège le cerveau contre les toxines et ce qui signifie que de nombreux médicaments ne peuvent pas «percer», est l’un des plus grands défis dans le développement de médicaments pour les maladies telles qu’Alzheimer.
Pour lutter contre ces limitations, l’équipe de recherche a développé une encre biologique cérébrovasculaire spécifique à l’aide d’une «matrice extracellulaire décellularisée» (CBVDECM), provenant des regers de porc et des vaisseaux sanguins. À l’aide de la technologie de biopritage 3D, un modèle vasculaire tubulaire pourrait être construit qui imite exactement la structure anatomique et la fonction de la barrière hémato-encéphalique humaine.
Auto-assemblage
Une caractéristique importante de ce modèle est la formation spontanée d’une structure à double couche sans stimuli externes. En d’autres termes, le modèle s’assemble automatiquement. Lorsque “HBMEC (cellules endothéliales microvasculaires du cerveau humain) et” HBVP (péricytes vasculaires du cerveau humain) ont été incluses dans la bioink CBVDECM et imprimées, les cellules endothéliales se sont formées dans la paroi vasculaire interne, tandis que le péricytenaire a formé une couche entourée. Cela a entraîné la création d’une structure à deux couches très similaire à l’architecture des vrais vaisseaux sanguins.
L’équipe de recherche a également réussi à simuler le classement et le processus organisationnel des «protéines de jonction serrées», un composant qui fait généralement défaut dans les modèles 2D conventionnels. De plus, la perméabilité de la barrière hémato-encéphalique et des réactions inflammatoires a été observée après exposition à des substances inflammatoires (TNF-α et IL-1β). Avec cette approche, les mécanismes neuroinflammatiques pourraient être modélisés avec précision, ce qui a abouti à des informations importantes sur le rôle de la défonction et de l’inflammation de la barrière hémato-encéphalique dans la physiopathologie des maladies neurodégénératives.
Équipe de recherche coréenne
Le modèle 3D a été développé par des équipes de recherche dirigées par le professeur Jang Jang de l’ingénierie mécanique des facultés, les sciences de la vie, l’ingénierie informatique et la Graduate School of Convergence of Postech et le professeur Sun Ha Paek du Département de neurochirurgie du Séoul National University Hospital. Les résultats de l’enquête sont publié Dans la recherche sur les biomatériaux.
“Cette étude offre une plate-forme cruciale pour étudier les mécanismes pathologiques de la neuroinflammation et du développement de nouvelles stratégies thérapeutiques”, a déclaré le professeur Sun Ha Paek de l’hôpital universitaire national de Séoul. “Nous nous efforçons d’intégrer d’autres types de cellules, tels que les cellules gliales, les neurones et les cellules immunitaires, pour affiner les méthodes de quantification des réactions inflammatoires et de la perméabilité et de l’expansion aux modèles de maladies spécifiques aux patients”, a ajouté le professeur de PostEch Jang.
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