Modelo com detalhes sem precedentes para estudar a barreira hematoencefálica

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Modelo com detalhes sem precedentes para estudar a
barreira hematoencefálica
"Brain-on-a-chip" mostra minuto a minuto como a barreira sangue-cérebro reage a altos níveis de
inflamação.
Crédito da imagem: Fakurian Design on Unsplash
Usando um modelo experimental para simular a barreira hematoencefálica, os cientistas na Suécia
relataram em detalhes sem precedentes como os antioxidantes protegem o cérebro da inflamação
causada por doenças neurodegenerativas, como Alzheimer e Parkinson.
O estudo, realizado como uma prova de conceito por desenvolvedores de modelos cerebrais do KTH
Royal Institute of Technology, em Estocolmo, mostrou em detalhes minuciosos como a barreira
hematoencefálica reage a altos níveis de inflamação após a administração de um derivado da próxima
geração do medicamento anti-inflamatório amplamente utilizado, NAC (N-acetilcisteína). Os resultados
foram publicados na revista SmallSmall.
O teste de NACA (N-acetilcisteína Amida) pela primeira vez com células derivadas de células-tronco
humanas mostrou que a quebra da barreira sob altas cargas de inflamação é “na verdade mais
complexa do que pensávamos”, disse o pesquisador Thomas Winkler.
“Este foi o primeiro teste deste composto NACA com células-tronco humanas”, continuou ele. “Os
resultados mostram que podemos usar isso para testar outros derivados do composto NAC – bem como
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diferentes antioxidantes – e ver se encontramos algo que tenha proteção neural ainda maior”.
A coautora Isabelle Matthiesen, Ph.D. estudante da KTH, diz que a pesquisa não pretende fornecer
provas definitivas de como os antiinflamatórios afetam o cérebro; no entanto, os resultados fornecem
evidências encorajadoras de que o modelo poderia substituir os medicamentos que testam os
medicamentos em animais antes dos ensaios clínicos.
“Nós baseamos com sucesso a barreira em células derivadas de células-tronco humanas, de modo que
este modelo é relevante para drogas sendo testadas para humanos, enquanto outros modelos são feitos
com células animais ou são muito simples para monitorar de perto”, disse Matthiesen.
O modelo de “cérebro-em-chip” dos pesquisadores é na verdade uma configuração de duas camadas
onde pequenos canais carregam agentes simulados de sangue e inflamação, bem como anti-
inflamatórios, através de compartimentos que simulam o espaço perivascular dentro do cérebro e o
sistema vascular externo.
Assim como em um cérebro real, essas duas áreas são separadas por uma barreira cerebral no sangue
– uma membrana de células que revestem os vasos sanguíneos do cérebro.
Esta camada é mantida unida por junções apertadas que impedem que pequenas moléculas difundam
através das lacunas entre as células. A barreira serve como um filtro para evitar que substâncias nocivas
passem para o tecido cerebral da corrente sanguínea.
No modelo, a barreira é representada por uma membrana de células derivadas das células-tronco de um
único paciente, tricotadas com proteínas. A atividade celular é monitorada por sensores eletrônicos que
são capazes de fazer medições a cada minuto, pois a barreira é exposta ao estresse semelhante ao que
as doenças neurodegenerativas causam.Winkler diz que o nível de detalhe é importante porque muitos
processos celulares acontecem rapidamente.
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“Como exemplo, quando você administra pela primeira vez uma droga, ela causa uma enorme mudança
nas células, depois se estabiliza”, disse Winkler. “Nos métodos típicos de testar drogas, você não veria
essas mudanças rápidas.
“Agora podemos ver que a quebra da barreira hematoencefálica acontece rapidamente sob estresse e
podemos ver como isso poderia ser evitado com o antioxidante”, disse ele.
Referência: Isabelle Matthiesen, et al., Monitoramento contínuo revela efeitos protetores da amida N-
acetilcisteína em um modelo microfisicamenteológico isogênico da unidade neurovascular, Small (2021).
DOI: 10.1002/smll.202101785; comunicado de imprensa fornecido pela KTH
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https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/smll.202101785
https://www.kth.se/en