Molti disordini neurologici sono stati collegati a difetti della barriera ematoencefalica, tra cui sclerosi multipla, epilessia, sindrome di Alzheimer, malattia di Huntington.
La barriera ematoencefalica svolge la fondamentale funzione di impedire che tutte le tossine e altre sostanze estranee presenti nel sangue penetrino all’interno del tessuto cerebrale, causandone il danneggiamento. Allo stesso modo, la barriera ematoencefalica blocca anche alcuni farmaci somministrati a scopo terapeutico, impedendo al paziente di riceverli.
Grazie alla collaborazione tra il Dr. Gad Vatine e il Dr Clive N. Svendsen – rispettivamente della BGU’s Regenerative Medicine and Stem Cell Research Center and Department of Physiology and Cell Biology, e del Cedars-Sinai Medical Center a Los Angeles – è stata duplicata per la prima volta la barriera ematoencefalica di un paziente. Da questo duplicato è stato creato un chip barriera ematoencefalica utilizzando le cellule staminali pluripotenti indotte (iPSC), al fine di poter studiare in modo più approfondito i disordini neurologici congeniti e soprattutto per poter sviluppare trattamenti personalizzati e testabili grazie al chip.
I ricercatori hanno manipolato geneticamente le cellule sanguigne prelevate da un paziente, riportandole al loro stato di cellula staminale (cellule staminali pluripotenti indotte). Le iPSC hanno la capacità di differenziarsi in qualsiasi tipo di cellula e vengono in questo caso utilizzate per creare le cellule che compongono la barriera ematoencefalica.
Queste cellule sono posizionate su un chip-organo microfluidico di barriera ematoencefalica, il quale contiene migliaia di cellule e tessuti umani vivi, ricreando in questo modo la naturale fisiologia e le forze meccaniche che le cellule sperimentano all’interno del corpo umano.
Grazie al chip barriera ematoencefalica, i ricercatori possono testare l’efficacia dei farmaci terapeutici per i diversi disordini neurologici, dato che le cellule duplicate presenteranno lo stesso difetto congenito di cui è affetto il paziente dal quale sono state prelevate. Inoltre, questo studio potrebbe rappresentare un’importante svolta per nuove tecniche di ricerca sulle malattie cerebrali.
«Combinando cellule staminali specifiche per il paziente e la tecnologia organ-on-chip, abbiamo generato un modello personalizzato della barriera ematoencefalica umana», afferma il Dr. Vatine. «La barriera ematoencefalica on-chips generata da diversi individui permette di pronosticare il farmaco cerebrale più adatto in modo personalizzato. I risultati dello studio creano nuove e straordinarie possibilità per la medicina di precisione».
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