Chip används för att studera hjärnan
En studie som publicerats i Nature Biotechnology visar första gången den komplexa interaktionen mellan hjärnans blodkärl och nervceller. Blodkärlen i hjärnan bygger upp den så kallade blodhjärnbarriären och är specialiserade på att skydda hjärnan från gifter. I studien presenteras mikroflödesmodeller av hjärnan och blodhjärnbarriären som kommer att vara intressanta för både läkemedelsföretag och för grundforskare som arbetar med att förstå hjärnans funktion och läkemedelsutveckling,
Interaktion och reglering mellan blodkärlen och nervcellerna är mycket viktig för hjärnans funktion. I studien användes en mikroflödesmodell med levande celler för att öka förståelsen för hur blodkärlen och omliggande hjärnvävnad samspelar. Modellen är en organ-på-chip modell som består av tre chip, ett chip för att studera hjärnan och två chip för att studera blodhjärnbarriären.
Chipen innehåller mänskliga celler från hjärnans blodkärl och omkringliggande vävnad. Chipen är sammanlänkade via mikroflöden så att det skapades ett blodflöde och ett ryggmärgsvätskeflöde. Det innebär att en substans, exempelvis ett läkemedel eller en drog, kan tillföras via blodflödet, gå över blodhjärnbarriären och nå ryggmärgsvätskeflödet för att transporteras vidare till nervcellerna.
I studien applicerades drogen metamfetamin i systemet. Metamfetamin påverkar blodhjärnbarriären i kroppen och i studien gick det även att se att drogen hade samma responser på chip-systemet. När cellerna i varje chip studerades i detalj så gick det även att se att sammanlänkningen hade stor betydelse av deras funktion. Det visade sig att cellerna skickar ur substanser för att omgivande celler ska fungera optimalt.
När alla de mindre molekylerna som cellerna skickar ur analyserades så upptäcktens en tidigare icke beskriven koppling hur blodkärlceller omsätter glukos och hur denna process påverkar nervcellernas produktion av neurotransmittorer.
Resultatet används nu för att nå nya insikter om hjärnan och för att bygga upp modeller av hjärnans sjukdomar.
Referens: A linked organ-on-chip model of the human neurovascular unit reveals the metabolic coupling of endothelial and neuronal cells; Nature Biotechnology, (2018).
