Итальянские специалисты с помощью 3D-печати создали самую точную на сегодняшний день модель гематоэнцефалического барьера между кровью и цереброспинальной жидкостью. Впервые лаборатория на чипе воспроизводит микрокапилляры нервно-сосудистой системы в масштабе 1:1.
Исследования заболеваний мозга и нейродегенеративных состояний, таких как болезнь Альцгеймера или Паркинсона, на разработку которой фармацевтические компании тратят множество ресурсов, затрудняется из-за невозможности проводить прямые испытания на центральной нервной системе.
Одной из самых главных проблем, стоящих перед учеными в этой области, является то, что трудно идентифицировать конкретный биохимический механизм, отвечающий за пересечение определенными веществами и молекулами этого гематоэнцефалического барьера (ГЭБ). Вот почему большим спросом пользуются точные модели, созданные на основе микрогидродинамики.
Разработанный в Итальянском технологическом институте биогибридный гематоэнцефалический барьер позволяет проводить высокомощный скрининг различных лекарств, веществ и нановекторов, а также оценивать их способность пересекать этот барьер. Более того, эта платформа дает возможность тщательно изучать этот процесс, не прибегая к лабораторным животным, объясняет Джанни Чофани.
Гематоэнцефалический барьер выполняет важную функцию, отделяя мозг от нейротоксинов, патогенов и клеток крови. Но для того, чтобы доставить в мозг лекарственный препарат, этот барьер нужно обойти.Система названа биогибридной из-за сочетания искусственных и биологических элементов в модели. Капилляры сделаны из микротрубок, напечатанных на 3D-принтере методом двуфотонной литографии, и эндотелиальных клеток, растущих вокруг каркаса. Она может считаться наиболее точной, поскольку позволяет моделировать процесс преодоления барьера исходя из нескольких составляющих: концентрации препарата, скорости потока крови, кислотности и температуры. Все эти параметры можно настраивать.
Конечная цель исследователей — таким образом модифицировать антираковые нановекторы, чтобы они смогли преодолеть гематоэнцефалический барьер и атаковать опухоль в мозге, пишет 3ders.
Год назад команда ученых Университета Вандербильта сообщила о создании микрофлюидного устройства для исследования воспалений мозга — полностью функциональную модель человеческого гематоэнцефалического барьера.