Сочинение на тему Модель BBB

Чтобы устранить ограничения динамической модели ВВВ in vitro, были разработаны модели ВВВ на основе микрофлюидных устройств. Микрофлюидная модель BBB (μBBB) является одной из первых таких моделей. Он содержит 2 перпендикулярно пересекающихся канала, которые обеспечивают динамический поток и создают напряжение сдвига; пористая мембрана из поликарбоната на пересечении этих каналов, которая обеспечивает совместное культивирование BMEC и астроцитов; и несколько встроенных электродов Ag / AgCl для измерения TEER. Эти каналы имеют высоту 200 мкм и ширину 2 мм (просвет) и 5 ​​мм (просвет). В этой модели BMECs и астроциты высевают на просветные и просветные стороны мембраны соответственно. Насос и газопроницаемая насосно-компрессорная система используются для создания напряжения сдвига и обеспечения обмена O2-CO2 соответственно.

При напряжении сдвига 0,023 дин / см2 (намного ниже, чем в физиологических условиях) эта модель μBBB значительно улучшила TEER клеток bEND.3 до 140 Ом · см2 после 3 дней культивирования, в отличие от 15 Ом. См2 в статической модели. При совместном культивировании с астроцитами TEER дополнительно увеличивалось до ≥250 Ом ∙ см2. Кроме того, проницаемость увеличилась при воздействии гистамина с последующим восстановлением, что свидетельствует о стабильности этой модели. Эта модель µBBB была дополнительно улучшена путем замены чувствительных к окислению электродов AgCl на инертные платиновые и уменьшения площади поперечного сечения. Эти модификации позволяют точно измерять TEER и уменьшают количество необходимых ячеек. Без напряжения сдвига клетки hCMEC / D3 достигли TEER ≈40 Ом ∙ см2 в течение 3 дней культивирования в этой улучшенной модели μBBB. Только с 18 часами физиологического напряжения сдвига (5,8 дин / см2), TEER был увеличен до 120 Ом ∙ см2. Фактор некроза опухоли-α, известный воспалительный цитокин, резко снизил TEER до 12 Ом ∙ см2.

Эти данные свидетельствуют о том, что эта улучшенная модель способна реагировать на механические и биохимические раздражители и, следовательно, может использоваться в исследованиях проницаемости. Различные значения TEER в этих исследованиях могут быть обусловлены различными типами клеток (bEND.3 по сравнению с hCMEC / D3 и монослоем по сравнению с сокультурой), напряжением сдвига (0,023 против 5,8 дин / см2) и временем (3 дня против 18 часов). Другая модель ВВВ на основе микрофлюидики, первоначально разработанная для изучения проницаемости препаратов ВВВ, включает структуру с микроотверстиями. Эта модель состоит из 2 горизонтально выровненных камер, соединенных структурой с микроотверстиями. Эндотелиальные клетки, взвешенные в среде, будут инфузированы в камере мозга и захвачены в микроотверстиях из-за градиента давления. Используя эндотелиальные клетки пупочной вены человека и астроцит-кондиционированную среду с напряжением сдвига от 0,28 до 8,91 дин / см2, было успешно продемонстрировано, что проницаемость этой системы для флуоресцеина изотиоцианатдекстрана обратно коррелирует с его размером. Кроме того, сравнивая проницаемость 5 известных препаратов в этой системе с их данными in vivo, эта группа еще раз подтвердила надежность этой модели, предложив ее применение для прогнозирования проницаемости для ЦНС новых соединений. Измерение TEER в этой системе, однако, не сообщалось. Две основные проблемы этого устройства – отсутствие межклеточного контакта, ключевая особенность BBB in vivo, и оно не повторяет размеры микроциркуляторного русла in vivo.