La barrera hematoencefàlica té una funció molt important perquè evita que tòxics que puguin viatjar a la sang entrin al cervell. A més és l'encarregada de subministrar nutrients als teixits cerebrals i de filtrar els compostos nocius del cervell quan tornen al corrent sanguini.
Aquest factor protector, però, impedeix que la majoria de fàrmacs arribin al cervell, cosa que dificulta tractar diverses patologies, com les neurodegeneratives.

La barrera protectora del cervell dificulta fer-hi arribar fàrmacs (pixabay)

Per evitar aquest obstacle i poder estudiar el comportament de diferents compostos en els teixits cerebrals, s'utilitzen habitualment mètodes de cultiu cel·lular, però sovint no reprodueixen adequadament la fisiologia dels pacients. Una altra possibilitat és fer servir animals, però a banda de les connotacions ètiques que això comporta els resultats no sempre són extrapolables als humans.

Reproduir un òrgan en un xip

Un estudi liderat per l'Institut de Bioenginyeria de Catalunya, IBEC, ha aconseguit desenvolupar un model de barrera hematoencefàlica humana en un xip.

Aquesta recerca es basa a reproduir les característiques d'un òrgan en un xip (Flickr)

El xip simula a mida nanomètrica les característiques d'aquesta barrera i amb tota mena de detalls, com explica Mònica Mir, de l'lBEC, una de les responsables de la recerca.

"El xip en sí és un sistema de microcanals on també integrem sensors per monitoritzar. I el podem fer en la mida micromètrica o fins i tot nanomètrica que vulguem per imitar la forma que volem aconseguir."

"Ens permet posar velocitat al fluid, com la que tenim a les venes, i a dintre del xip cultivem cèl·lules per construir la barrera."

El xip reprodueix les característiques de la barrera per estudiar el seu funcionament i també malalties del cervell (wikimedia)

Provar fàrmacs al laboratori sense utilitzar animals

Aquest tipus de tecnologia permet estudiar el funcionament de la barrera hematoencefàlica, però també testar diferents fàrmacs i poder destriar quins serien més efectius contra una determinada malaltia.

"Un dels principals objectius és estudiar fàrmacs. Com que la barrera és tan bloquejant, es molt difícil fer arribar fàrmacs per la sang cap al cervell."

"Ara ens trobem que 9 de cada 10 fàrmacs que s'assagen en animals, després en humans no funcionen i aquest seria un avantatge que tindria el xip perquè nosaltres utilitzem cèl·lules humanes per imitar la barrera."

El xip permet testar fàrmacs que puguin traspassar la barrera hematoencefàlica (wikimedia)

Aquests investigadors confien que aquest mètode millorarà la precisió dels resultats de la recerca i utilitzant menys animals que ara.

"Podem posar cèl·lules de la nostra vasculatura i les cèl·lules del cervell que estan tocant a aquesta vasculatura, i amb aquest cultiu en 3 dimensions es reprodueix la barrera. Això potser no permetrà eliminar totalment la recerca amb animals, però sí fer-ne servir molts menys."

Avançar en el coneixement de l'Alzheimer

Els responsables de l'estudi han provat el xip amb diversos fàrmacs i han vist que alguns aconsegueixen traspassar la barrera protectora del cervell.

"El que fem és modificar el fàrmac amb un marcador fluorescent, i hem vist amb un microscopi en temps real com passa a través de la barrera, i d'una manera quantificable i mesurable."

Les responsables de l'estudi confien que el xip servirà també per estudiar altres malalties neurodegeneratives (IBEC)

La recerca s'ha centrat de manera especial en la malaltia d'Alzheimer, no només per assajar possibles teràpies sinó també per estudiar més a fons com es comporta la patologia al cervell.

"Estem treballant per fer el xip més complex perquè pugui servir de model de la malaltia d'Alzheimer, no només amb neurones sinó també amb la zona vascular, perquè també resulta afectada en aquesta patologia."

El següent pas serà estudiar també altres malalties neurodegeneratives, i a més el xip podria incorporar cèl·lules d'un malalt concret per oferir una teràpia personalitzada d'una manera ràpida i a baix cost.

L'estudi, publicat a la revista científica Journal of Nanobiotechnology, ha comptat amb la participació de la Universitat de Barcelona, la Universitat de Xile i el Centre Avançat de Malalties Cròniques de Xile.

Reprodueixen en un xip la barrera protectora del cervell

Converteixen cèl·lules mare en neurones per estudiar malalties com l'Alzheimer sense utilitzar animals i de manera personalitzada