Saúde

Falha cra­tica encontrada em modelos de laboratório da barreira hematoencefa¡lica humana
Descobriu-se uma possí­vel maneira de corrigir o erro, aumentando a esperana§a de criar um modelo mais preciso da barreira hematoencefa¡lica humana para estudar certas doenças neurolégicas e desenvolver medicamentos que possam cruza¡-la.
Por Columbia University Irving Medical Center - 06/02/2021


Doma­nio paºblico

As células usadas para estudar a barreira hematoencefa¡lica humana em laboratório não são o que parecem, colocando em questãoquase uma década de pesquisas, sugere um novo estudo de cientistas da Faculdade de Manãdicos e Cirurgiaµes Vagelos da Universidade de Columbia e da Medicina Weill Cornell.

A equipe também descobriu uma possí­vel maneira de corrigir o erro, aumentando a esperana§a de criar um modelo mais preciso da barreira hematoencefa¡lica humana para estudar certas doenças neurolégicas e desenvolver medicamentos que possam cruza¡-la.

O estudo foi publicado online no dia 4 de fevereiro na revista Proceedings of the National Academy of Sciences ( PNAS ).

"A barreira hematoencefa¡lica édifa­cil de estudar em humanos e existem muitas diferenças entre a barreira hematoencefa¡lica humana e animal. Portanto, émuito útil ter um modelo da barreira hematoencefa¡lica humana em um prato", diz co- lider do estudo Dritan Agalliu, Ph.D., professor associado de patologia e biologia celular (em neurologia) na Faculdade de Manãdicos e Cirurgiaµes Vagelos da Universidade de Columbia.

O modelo de barreira hematoencefa¡lica humana in vitro, desenvolvido em 2012, éfeito atravanãs da conversão de células adultas diferenciadas , como células da pele , em células-tronco que se comportam como células-tronco embriona¡rias . Essas células-tronco pluripotentes induzidas podem então ser transformadas em células maduras de quase qualquer tipo - incluindo um tipo de canãlula endotelial que reveste os vasos sangua­neos do cérebro e da medula espinhal e forma uma barreira única que normalmente restringe a entrada de substâncias potencialmente perigosas, anticorpos e células imunola³gicas da corrente sanguínea para o cérebro.

Agalliu notou anteriormente que essas " células endoteliais microvasculares do cérebro" humanas induzidas , produzidas usando a abordagem publicada em 2012, não se comportavam como células endoteliais normais no cérebro humano. "Isso levantou minha suspeita de que o protocolo para fazer as células endoteliais da barreira pode ter gerado células com a identidade errada", disse Agalliu.

"A identificação incorreta de células endoteliais do cérebro humano pode ser um problema para outros tipos de células feitas de células pluripotentes induzidas, como astra³citos ou pericitos que formam a unidade neurovascular", disse Agalliu. Os protocolos para gerar essas células foram criados antes do advento das tecnologias de canãlula única, que são melhores em descobrir a identidade de uma canãlula. "A identificação incorreta de células continua sendo um grande problema que precisa ser abordado na comunidade cienta­fica a fim de desenvolver células que espelhem aquelas encontradas no cérebro humano. Isso nos permitira¡ usar essas células para estudar o papel dos fatores de risco genanãticos para doenças neurolégicas e desenvolver terapias medicamentosas que visam as células corretas que contribuem para a barreira hematoencefa¡lica . "


"Ao mesmo tempo, a equipe da Weill Cornell Medicine tinha suspeitas semelhantes, então nos unimos para reproduzir o protocolo e realizar o sequenciamento de RNA em massa e de canãlula única dessas células."

A análise revelou que as supostas células endoteliais do cérebro humano não tinham várias protea­nas-chave encontradas nas células endoteliais naturais e tinham mais em comum com um tipo de canãlula completamente diferente (epitelial) que normalmente não éencontrado no cérebro.

A equipe também identificou três genes que, quando ativados dentro de células pluripotentes induzidas, levam a  criação de células que se comportam mais como células endoteliais de boa-fanã. Mais trabalho ainda énecessa¡rio, diz Agalliu, para criar células endoteliais que produzam um modelo confia¡vel da barreira hematoencefa¡lica humana. Sua equipe estãotrabalhando para resolver esse problema.

"A identificação incorreta de células endoteliais do cérebro humano pode ser um problema para outros tipos de células feitas de células pluripotentes induzidas, como astra³citos ou pericitos que formam a unidade neurovascular", disse Agalliu. Os protocolos para gerar essas células foram criados antes do advento das tecnologias de canãlula única, que são melhores em descobrir a identidade de uma canãlula. "A identificação incorreta de células continua sendo um grande problema que precisa ser abordado na comunidade cienta­fica a fim de desenvolver células que espelhem aquelas encontradas no cérebro humano. Isso nos permitira¡ usar essas células para estudar o papel dos fatores de risco genanãticos para doenças neurolégicas e desenvolver terapias medicamentosas que visam as células corretas que contribuem para a barreira hematoencefa¡lica . "

O estudo éintitulado, "O epitanãlio derivado de células-tronco pluripotentes identificado incorretamente como endotanãlio microvascular do cérebro requer fatores ETS para adquirir o destino vascular."

 

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