ماریو مودنا، فوق دکترای آزمایشگاه مهندسی زیستی در ETH زوریخ است.  او در خصوص تحقیقات خود، در مورد سد خونی-مغزی که مانند دیواری از سیستم عصبی مرکزی بدن ما در برابر مواد مضر در جریان خون محافظت می‌کند، گفت: این دیوار مهم است، زیرا مانع ورود مواد مضر به مغز می‌شود.

به گفته او: اگر مغز آسیب دیده باشد، سوراخ‌هایی در دیوار ظاهر می‌شود. گاهی اوقات چنین سوراخ‌هایی واقعاً می‌توانند مفید باشند. به عنوان مثال برای تأمین داروی فوری مورد نیاز مغز؛ بنابراین آنچه ما در تلاش برای درک آن هستیم این است که چگونه این دیوار را حفظ کنیم، آن را بشکنیم و دوباره آن را ترمیم کنیم.

این دیوار از دیدگاه پزشکی عصبی نیز مهم است، زیرا بسیاری از بیماری‌های سیستم عصبی مرکزی مرتبط با آسیب به سد خونی مغزی مرتبط هستند.

برای کشف نحوه عملکرد این مانع، دانشمندان اغلب آزمایشاتی را روی حیوانات زنده انجام می‌دهند.

علاوه بر این که چنین آزمایش‌هایی نسبتاً گران هستند، سلول‌های حیوانی ممکن است تنها بخشی از تصویر آنچه در بدن انسان می‌گذرد را ارائه دهند.

همچنین گرفتن تصاویر با وضوح بالا از تغییرات ساختاری در سد خونی مغزی در زمان واقعی و در عین حال اندازه‌گیری مقاومت الکتریکی سد، که هر دو منعکس کننده فشردگی سد هستند، غیرممکن است.

محقق مودنا و همکارانش که زیر نظر Andreas Hierlemann کار می‌کنند، سه سال و نیم را صرف توسعه مدل سد خونی مغزی سه بعدی میکروسیال خود کردند.

برای بازآفرینی این سد، تیم تحقیقاتی انواع سلول‌هایی که به طور طبیعی سد خونی مغزی را تشکیل می‌دهند یعنی سلول‌های اندوتلیال میکروواسکولار، آستروسیت‌های انسانی و پری‌سیت‌های انسانی را انتخاب کردند و در یک پلت فرم واحد ترکیب کردند.

مودنا می‌گوید: این استراتژی به ما این امکان را می‌دهد که تقریباً به طور کامل ساختار سلولی سه بعدی موجود در بدن انسان را تکرار کنیم.

همچنین می‌توانیم نفوذپذیری سد را اندازه‌گیری کنیم و در عین حال تغییرات مورفولوژیکی آن را با استفاده از میکروسکوپ تایم لپس با وضوح بالا به طور همزمان ترسیم کنیم.

برای تسهیل این عمل، محققان الکترود‌های کاملاً شفاف را روی پوشش‌های شیشه‌ای در دو طرف مانع قرار دادند تا نفوذپذیری آن را اندازه‌گیری کنند، که در مقاومت الکتریکی سراسر سد سلولی منعکس می‌شود.

الکترود‌های شفاف نسبت به انواع دیگر الکترود‌ها، که شامل لایه‌های فلزی یا سازه‌های سیمی می‌شوند و ممکن است در تشخیص نوری و میکروسکوپ با وضوح بالا تداخل ایجاد کنند، برتری قاطعی دارند.

محققان می‌گویند، از آنجایی که ما از هیچ پمپی استفاده نمی‌کنیم، می‌توانیم چندین سیستم مدل را به طور همزمان آزمایش کنیم، به عنوان مثال در یک انکوباتور، بدون افزایش پیچیدگی راه‌اندازی این همزمانی را پیاده سازی می‌کنیم.

این مطالعه که اخیراً در مجله Advanced Science منتشر شده است، محققان مدل جدید سد خونی مغزی خود را در شرایط آزمایشگاهی ارائه و آزمایش کردند.

آن‌ها این سد را در معرض محرومیت از اکسیژن-گلوکز قرار دادند، مانند زمانی که شخصی سکته می‌کند.

محققان در این تحقیقات توانسته اند توجه و رغبت یک شرکت صنعتی پزشکی را نسبت به تحقیقات خود و پیاده سازی عملکردی آن جلب کنند.

منبع: سایت مدیکال اکسپرس