Massachusetts Teknoloji Enstitüsü (MIT) mühendisleri beta-amiloidin kan-beyin bariyeri üzerindeki etkisini taklit eden bir doku modeli geliştirdi. Alzheimer hastalarının beyninde oluşan Beta-amiloid plaklar birçok beyin fonksiyonunu bozar ve nöronları öldürebilir. Ayrıca kan dolaşımındaki zararlı moleküllerin beyne girmesini önleyen kan- beyin bariyerine de zarar verebilir. Yeni bir çalışmada araştırmacılar, bu hasarın kan dolaşımında bulunan pıhtılaşma etkeni trombin gibi moleküllerin beyine girerek nöronlara ek zarar vermesine neden olabileceğini gösterdiler. Yeni çalışmanın bulguları, Alzheimer Hastalığının 3 Boyutlu (3B) In Vitro Modelinde Kan Beyin Bariyeri Disfonksiyonu başlığıyla Advanced Science’da yayımlandı.
MIT mekanik ve biyoloji mühendisliğinde profesör Roger Kamm bu modelde, Alzheimer hastalık hücrelerinin salgıladığı amiloid-betanın bariyer fonksiyonunu bozabileceğini ve bir kez bozulduğunda, beyin dokusuna salgılanan faktörlerin nöron sağlığı üzerinde olumsuz etkileri olabileceğini açıkça ortaya çıkardıklarıni belirtti.
Araştırma ekibi bu doku modelini kullanarak, kan-beyin bariyerini onaran bir ilacın Alzheimerlı hastaların nöronlarında görülen hücre ölümünü yavaşlattığını da gösterdi. Araştırmacılar, mikroakışkan bir çip üzerinde beyin ve kan damarı dokusunu modellediler.
Alzheimer hastalarında sıklıkla, beyin amiloid anjiyopati olarak bilinen, beta-amiloid proteinlerinin neden olduğu beyin kan damarları zarar görür. Kamm, “Alzheimer hastalığı nöronları ile beyin damarları arasındaki etkileşimi anlamak için kullanabileceğimiz bir model oluşturmaya çalıştık. Alzheimer’e karşı etkili olan terapötik maddelerin geliştirilmesinde çok az başarı olduğu gözönüne alındığında, son birkaç yıl içerisinde beyin amiloid anjiyopatiye gösterilen ilgi artmıştır” dedi.
HÜCRELERİ MİKROAKIŞKAN KANALDA BÜYÜTTÜLER
Kamm’ın laboratuvarı, Alzheimer hastalarının beyin hücreleri gibi büyük miktarlarda beta-amiloid proteinleri üreten nöronları tasarlayan Massachusetts Genl Hastanesi’ndeki araştırmacılarla birlikte birkaç yıl önce çalışmaya başladılar. Araştırmacılar, bu hücreleri beta-amiloid proteini üretip salgıladıkları bir mikroakışkan kanalında büyüttüler. Aynı çipin paralel bir kanalında, kan-beyin bariyerini oluşturan hücreler olan beyin endotel hücreleri yetiştirdiler. Her bir doku tipi gelişirken boş bir kanal iki kanalı ayırdı.
10 günlük hücre büyümesinden sonra, araştırmacılar iki doku tipini ayıran merkezi kanala kollajen ekleyerek moleküllerin bir kanaldan diğerine yayılmasını sağladılar. Üç ila altı gün içinde, nöronlar tarafından salgılanan beta-amiloid proteinlerinin, endotel dokusunda birikmeye başladığını ve bunun da hücrelerin arasındaki sıkı bağlantıları bozarak daha sızar hale geldiğini gördüler. Bu hücrelerin ayrıca sıkı bağlantılar oluşturan protein ifadelerinde bir azalma ve normalde kan damarlarını çevreleyen ve destekleyen hücre dışı matrisi parçalayan enzimlerin ifadelerinde bir artış gözlendi.
Kan-beyin bariyerindeki bu bozulmanın bir sonucu olarak trombin, sızmaya olanak tanıyan damarlardan Alzheimer’ın nöronlarına geçebildi. Aşırı trombin seviyeleri nöronlara zarar verebilir ve hücre ölümüne neden olabilir. Kamm, daha önce hayvan deneylerinde gösterilen durumu daha ayrıntılı olarak kontrol edebilecekleri bir model sisteminde hücreleri çoğaltarak hücre tipleri arasında bu iki yönlü sinyalleşmeyi gösterebildiklerini vurguladı.
Araştırmacılar, endotel dokusunun daha basit modellerinde kan-beyin bariyerini sağlamlaştırdığı gösterilen iki ilacı test etmeye karar verdiler. Bu ilaçların her ikisi de diğer bazı durumları tedavi etmek için FDA onaylı idi. Etodolak ile tedavi edilen dokuda, kan-beyin bariyeri daha da sıkılaştı ve nöronların hayatta kalma oranları daha iyileşti. MIT ve MGH araştırma ekibi, Alzheimer hastalarında kan-beyin bariyerini düzeltebilecek diğer ilaçları bulabilmek için bir ilaç keşif konsorsiyumu ile birlikte çalışıyor.
Özgün makale: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1002/advs.201900962
İlgili Alzheimer doku modeli ile tedavide yeni ufuklar haberiyle ilgili sizde görüşlerinizi yazarak gündeme dahil olabilirsiniz.
