Aivotutkimusta elinsirulla : Veriaivoesteen ja Alzheimerin taudin mallinnusta

Abstract

Alzheimerin tauti on miljoonia ihmisiä koskettava hermorappeuma- eli neurodegeneratiivinen sairaus. Ymmärrys tämän etenevän muistisairauden aiheuttavasta perimmäisestä syystä on vielä vajaa, mutta tiedossa on sairaudelle tunnusomaisia muutoksia, jotka liittyvät hermoston tukisolujen tai molekyylien epänormaaliin toimintaan ja niistä johtuviin tulehdusreaktioihin ja rappeumiin. Näiden muutosten myötä erityisesti veriaivoeste vaurioituu, jolloin aivojen ja veren välinen aineenvaihdunta häiriintyy. Amyloidi-beeta-peptidin ja hyperfosforyloituneen tau-proteiinin muodostamat kasaantumat lisäävät niin veriaivoesteen rappeutumista kuin Alzheimerin taudin etenemistä merkittävästi.

Veriaivoesteen tiiviit liitokset estävät suurimolekyylisten rasvaliukoisten aineiden kulkeutumista verestä aivoihin. Tämä vaikeuttaa uusien lääkkeiden kehittämistä neurodegeneratiivisiin sairauksiin, minkä vuoksi tarvitaan toimivia in vitro -malleja. Soluista tai kudoksista valmistetut kolmiulotteiset elinsirut pystyvät jäljentämään kudosten toimintaa ja fysiologisia vasteita lääkkeisiin, hormoneihin, biokemiallisiin stressitekijöihin ja signaalinvälitysmolekyyleihin. Elinsiruilla tapahtuva ihmisen solujen viljely yhdessä mikrofluidistiikan kanssa mahdollistaa täsmennetyn tutkimuksen veriaivoesteen rakenteellisista ja fysiologisista ominaisuuksista, kuten läpäisevyydestä, makromolekyylien kulkeutumisesta ja kantajaproteiineista. Aivosiruilla tapahtuva tutkimus tuo tärkeää tietoa myös amyloidi-beeta-peptidin ja apolipoproteiini E:n polymorfian aiheuttamasta Alzheimerin taudin riskitekijästä.