JoVE Journal

Neuroscience

Se requiere una suscripción a JoVE para ver este contenido.

Reconstrucción de la barrera hematoencefálica in vitro para modelar y atacar terapéuticamente la enfermedad neurológica

Please note that all translations are automatically generated. Click here for the English version.

1.8K Views

•

06:19 min

•

October 20th, 2023

DOI :

10.3791/65921-v

October 20th, 2023

•

Camille Goldman*¹^,²^,³^,⁴^,⁵, Natalie Suhy*¹^,²^,³^,⁴^,⁵, Jessica E. Schwarz¹^,²^,³^,⁴^,⁵, Emily Ruth Sartori¹^,²^,³^,⁴^,⁵, Rikki B. Rooklin¹^,²^,³^,⁴^,⁵, Braxton R. Schuldt¹^,²^,³^,⁴^,⁵, Louise A. Mesentier-Louro¹^,²^,³^,⁴^,⁵, Joel W. Blanchard¹^,²^,³^,⁴^,⁵

¹Icahn School of Medicine at Mount Sinai, ²Black Family Stem Cell Institute at Mount Sinai, ³Ronald M. Loeb Center for Alzheimer’s Disease at Mount Sinai, ⁴Friedman Brain Institute at Mount Sinai, ⁵Nash Family Department of Neuroscience at Mount Sinai

Transcribir

Nuestro objetivo es determinar los mecanismos moleculares y celulares que median la patogénesis de la enfermedad de Alzheimer para descubrir oportunidades terapéuticas y diagnósticas. En la actualidad, las vías y mecanismos moleculares implicados en la aparición y el desarrollo de la enfermedad de Alzheimer son poco conocidos. Esto se debe a que los modelos de ratón y otros modelos in vitro de la enfermedad de Alzheimer no logran recapitular la biología humana única que es crucial para el desarrollo de la enfermedad.

Hemos desarrollado un modelo in vitro de la barrera hematoencefálica que se puede aplicar para estudiar patologías cerebrovasculares asociadas a la enfermedad de Alzheimer, demencia y otras formas de neurodegeneración. Este modelo se ha empleado para demostrar que APOE4, el factor de riesgo más fuerte para la enfermedad de Alzheimer, actúa en parte a través de una vía específica del parásito para aumentar la carga de amiloide patógeno Utilizando células madre pluripotentes inducidas, podemos construir tejido cerebral humano in vitro que se puede utilizar para investigar la patología de la enfermedad y el cribado de fármacos. Este modelo de barrera hematoencefálica in vitro permite enfoques terapéuticos y diagnósticos personalizados.

Nuestro modelo 3D in vitro de barrera hematoencefálica demuestra interacciones fisiológicamente relevantes, incluida la formación del tubo vascular y la localización de los extremos de los astrocitos con la vasculatura. También es capaz de modelar fenotipos relevantes para la enfermedad, incluida la patología amiloide. Por último, el uso de células madre pluripotentes inducidas derivadas del paciente permite el estudio de cualquier fondo genético deseado.

Utilizando el modelo de barrera hematoencefálica in vitro, descubrimos vías que median la acumulación patológica de amiloide cerebrovascular. Esto nos llevó a explorar estrategias terapéuticas que puedan revertir esta patología en ratones APOE4 envejecidos, a los que actualmente estamos dando seguimiento.

Resumen

La barrera hematoencefálica (BHE) desempeña un papel crucial en el mantenimiento de un entorno cerebral estable y saludable. La disfunción de la barrera hematoencefálica se asocia con muchas enfermedades neurológicas. Hemos desarrollado un modelo 3D derivado de células madre de la BHE para investigar la patología cerebrovascular, la integridad de la BHE y cómo la BHE se ve alterada por la genética y la enfermedad.

Capítulos en este video

0:00

Introduction

2:07

Preparing Cells to Assemble a 3D Human‐Stem‐Cell‐Derived In Vitro Blood Brain Barrier