دانشمندان با استفاده از یک مدل آزمایشی برای شبیه سازی سد خونی مغزی ، با جزئیات دقیقی گزارش دادند که چگونه آنتی اکسیدان ها از مغز در برابر التهاب ناشی از بیماری های تخریب‌کننده ی عصبی مانند آلزایمر و پارکینسون محافظت می کنند.در این تحقیق به بررسی تاثیر دارو بر سد خونی مغزی با استفاده از سلول های بنیادی انسانی می پردازیم.
خب حالا داستان چیه؟
مطالعه بررسی تاثیر دارو بر سد خونی مغزی با استفاده از سلول های بنیادی انسانی توسط توسعه دهندگان مدل مغز در موسسه فناوری سلطنتی KTH در استکهلم انجام شد. در این مطالعه به بررسی ماهیت و عملکرد سد خونی مغزی پس از تجویز یکی از مشتقات داروی پرکاربردNAC (N-acetylcysteine) و ارائه جزئیات هر دقیقه از مقادیر التهابی واکنش، پرداختند.
توماس وینکلر، محقق KTH، می‌گوید: « آزمایش NACA(N-Acetylcysteine Amide) برای اولین بار با سلول های مشتق شده از سلول های بنیادی انسانی ، نشان داد که شکستن سد خونی مغزی به دلیل قرار گرفتن در معرض مقادیر بالای التهاب، سخت تر از آن چیزی است که فکر می کردیم».
این اطلاعات در مجله Small منتشر شده است.
روش تحقیقاتی این تیم
وینکلر می‌گوید: این اولین آزمایش ترکیب NACA، با سلول های بنیادی انسانی بود. نتایج نشان می دهد که ما می توانیم از این روش برای آزمایش سایر مشتقات ترکیب NAC و هم چنین آنتی اکسیدان های مختلف استفاده کنیم. و در نهایت به دنبال عاملی با محافظت عصبی بالاتر باشیم.
یکی از نویسندگان ، ایزابل ماتیسن ، دانشجوی دکترا در KTH، می گوید: «هدف از این تحقیق ، اثبات قطعی شیوه ی تأثیر ضد التهاب ها بر مغز نیست. با این حال نتایج و شواهد دلگرم کننده ، نشانگر این است که این مدل می تواند جایگزین آزمایش های دارویی بر روی حیوانات قبل از آزمایش های بالینی شود.»
ماتیسن می گوید: «ما با موفقیت اولین سد سلول های مشتق از سلول های بنیادی انسانی را ایجاد کردیم. بنابراین این مدل مربوط به آزمایش دارویی بر روی انسان ها می باشد. در حالی که مدل های دیگر از سلول های حیوانی ایجاد می شوند یا برای نظارت دقیق ، بسیار ساده هستند.
مدل مغز روی تراشه
مدل “مغز روی تراشه”، در واقع یک مجموعه ی دو لایه با کانال های کوچک می باشد. در این مدل از طریق تعدادی محفظه ، فضای عروقی داخل مغز و سیستم عروقی خارجی را شبیه سازی می کنند. هم چنین خون شبیه سازی شده ، عوامل التهابی و داروهای ضد التهابی را نیز حمل می کند. مانند یک مغز واقعی ، این دو لایه توسط یک سد خونی مغزی (غشایی از سلول ها که رگ های خونی مغز را می پوشانند)، از هم جدا می شوند.
این دو لایه توسط اتصالات محکم که مانع از انتشار مولکول های کوچک در شکاف بین سلول ها می شود، به هم متصل می گردند. این سد به عنوان یک فیلتر برای جلوگیری از عبور و ورود مواد مضر از جریان خون به بافت مغز عمل می کند.
در این مدل ، سد با غشایی از سلول های مشتق از سلول های بنیادی یک بیمار منفرد ، همراه با پروتئین ها نمایان می شود.
سد خونی مغزی در موقعیت های استرس زا ، مانند بیماری های تخریب کننده ی عصبی عمل می کند. فعالیت سلول ها توسط حسگر های الکترونیکی که قادر به سنجش در هر دقیقه هستند، کنترل می شود.
نتیجه گیری
وینکلر می گوید: «بررسی جزئیات در هر دقیقه مهم می باشد؛ زیرا بسیاری از فرایند های سلولی به سرعت اتفاق می افتند.»
«به عنوان مثال ، هنگامی که شما برای اولین بار یک دارو را مصرف می کنید، باعث تغییرات بزرگی در سلول ها می شود و سپس سطح آن کاهش می یابد. در روش های معمول آزمایش های دارویی ، شما متوجه تغییرات سریع آن نمی شوید.»
«اکنون می توان مشاهده کرد که شکسته شدن سد خونی مغزی تحت استرس، با سرعت زیادی اتفاق می افتد و می توان فهمید که چگونه می توان با آنتی اکسیدان ها از رخ دادن این اتفاق جلوگیری کرد.»
منبع
Materials provided by KTH, Royal Institute of Technology. Note: Content may be edited for style and length.
Isabelle Matthiesen, Dimitrios Voulgaris, Polyxeni Nikolakopoulou, Thomas E. Winkler, Anna Herland. Continuous Monitoring Reveals Protective Effects of N ‐Acetylcysteine Amide on an Isogenic Microphysiological Model of the Neurovascular Unit. Small, 2021; 2101785 DOI: 10.1002/smll.202101785
مترجم: فائزه الیاسی | تولید محتوا و ویراستاری: نفیسه مظفری
