دانشمندان از توانایی ساخت یک نسخه از مغز شما در خارج از بدن شما، برخوردار نیستند؛ این مورد در داستانهای علمی- تخیلی دیده می‌شود. ولی در یک مطالعه جدید، آنها یک جزء اساسی از مغز تحت عنوان سد خونی- مغزی را بازسازی کرده‌اند که مانند سد خونی- مغزی درون بدن انسان، عملکرد داشت. این مطالعه در نشریه Cell Stem Cell منتشر شده‌است و مسیر جدیدی برای کشفهای جدید در مورد اختلالات مغز و پیشگویی بهترین عملکرد داروها در هر یک از بیماران، می‌گشاید.
تصویر فوق، یک ارگان- چیپ سد خونی- مغزی را بهمراه شبه سلولهای اندوتلیال میکروواسکولار مغزی (ارغوانی) در سمت خونی و سلولهای پشتیبان با نام آستروسیتها (سبز) در سمت مغزی، نشان می‌دهد
سد خونی- مغزی مانند یک نگهبان عمل کرده و از ورود سموم و دیگر ترکیبات خارجی در جریان خون به مغز و آسیب به آن، جلوگیری می‌کند. سد خونی- مغزی همچنین می‌تواند از ورود داروها به مغز جلوگیری بعمل آورد. اختلالات عصبی مانند اسکلروز جانبی آمیوتروفیک (بیماری Lou Gehrig)، بیماری پارکینسون و بیماری هانتینگتون، که مجموعا میلیونها نفر را مبتلا می‌سازند، با سدهای خونی- مغزی مختل که بیومولکولهای مورد نیاز برای فعالیت سالم مغز را در خارج از مغز نگه می‌دارند، مرتبط شده‌اند.
در این مطالعه، تیم محققان تحت هدایت مرکز Cedars-Sinai با استفاده از نمونه‌های خونی افراد بالغ، سلولهای بنیادی پرتوان القا شده را که می‌توانند از هر نوع سلول تولید شوند، تولید کردند. آنها این سلولهای مخصوص را بمنظور تولید نورونها، عروق خونی و سلولهای پشتیبان که با یکدیگر سد خونی- مغزی را تشکیل می‌دهند، مورد استفاده قرار دادند. تیم سپس انواع مختلف سلولها را در ارگان- چیپ‌ها قرار داد. ارگان- چیپ‌ها، محیط درون بدن با فیزیولوژی طبیعی و نیروهای مکانیکی را بازسازی می‌کنند.
سلولهای زنده در مدت اندکی یک واحد عملکردی از سد خونی- مغزی که مانند شرایط درون بدن، از جمله جلوگیری از ورود داروهای خاص، فعالیت می‌کند، تشکیل دادند. نکته قابل توجه این است که زمانیکه این سد خونی مغزی از سلولهای بیماران مبتلا به بیماری هانتینگتون و سندرم Allan-Herndon-Dudley مشتق می‌شد، مانند شرایط بدن این بیماران دچار اختلال فعالیت می‌شد.
دانشمندان با تولید سد خونی- مغزی در خارج از بدن، مطالعات علمی را با استفاده از سلولهای بنیادی بمنظور تولید یک سد خونی- مغزی در ارگان- چیپ با ویژگی‌های مخصوص یک نقص در یک بیماری بخصوص، فراتر بردند.
دکتر کلیو وندسن، مدیر انستیتو پزشکی بازساختی در Cedars-Sinai گفت: “یافته‌های این مطالعه، مسیر امیدوارکننده‌ای برای پزشکی شخصی شده فراهم می‌آورد. امکان استفاده از یک مدل سد خونی- مغزی چند سلولی که مختص یک بیمار است، استاندارد جدیدی برای توسعه پزشکی شخصی سازی شده ایجاد می‌کند.
این مطالعه، علم خلاقانه‌ی سلول بنیادیِ محققان Cedars-Sinai در لس آنجلس را با تکنولوژی ارگانها بر روی چیپ Emulate در بوستون ترکیب کرد. سیستم شبیه‌سازی انسان Emulate، محیط میکرویی را که سلولها برای انجام عملکرد زیستی خود و ایجاد رفتارهای مشابه با درون بدن نیاز دارند، بازسازی می‌کند. این سیستم شامل تجهیزات، نرم افزارها، و ارگان- چیپ‌ها، با اندازه‌ای در حدود باتری‌های قلمی با کانالهای حاوی مایع کوچک که با هزاران سلول زنده انسانی مفروش شده‌اند، می‌باشد.
این مطالعه، یکی از پروژه‌های مشارکتی بی‌شمار مراکز Cedars-Sinai و Emulate است که در فوریه سال ۲۰۱۸ یک برنامه بیمار بر روی یک چیپ را بمنظور کمک به پیش‌بینی درمانهای کارآمد بر پایه‌ی ساختار ژنتیکی و انواع بیماری، اعلام کردند. این برنامه، آغازگر سلامت شخصی سازی شده‌ی Cedars-Sinai است که هدف توسعه‌ی تکنولوژی‌های چدید و مطالعات بهتر را دنبال می‌کند.
