Modell der Darm-Leber-Hirn-Achse zur Erforschung neurodegenerativer Erkrankungen
2021
Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, USA(1)
Whitehead Institute for Biomedical Research, Cambridge, USA(2)
Whitehead Institute for Biomedical Research, Cambridge, USA(2)
Bei der Erforschung neurodegenerative Erkrankungen (NDs) gibt es einen dringenden Bedarf an hochkontrollierten in vitro Systemen, um Organ-Organ- und Organ-Immun-spezifische Interaktionen zu untersuchen, die für die Pathophysiologie von Krankheiten relevant sind. Von besonderem Interesse ist die Darm/Mikrobiom-Leber-Hirn-Achse, um herauszufinden, wie genetische und Umweltfaktoren zu NDs beitragen. Hier wurde eine mesofluidische Plattformtechnologie entwickelt, um die Darm-Leber-Hirn Interaktionen im Zusammenhang mit der Parkinson-Krankheit (PD) zu untersuchen. Sie verbindet mikrophysiologische Systeme (MPSs) des primären menschlichen Darms und der Leber mit einem aus menschlichen induzierten pluripotenten Stammzellen abgeleiteten zerebralen MPS in einem systemisch zirkulierenden gemeinsamen Kulturmedium, das CD4+ regulatorische T- und T-Helfer-17-Zellen enthält. Als Anwendungsbeispiel wurde ein von einem Patienten stammendes zerebrales MPS verwendet, das die PD-verursachende A53T-Mutation trägt. Hiermit konnte nachgewiesen werden, dass die systemische Interaktion Merkmale des in vivo-ähnlichen Verhaltens von zerebralen MPS verstärkt, und dass Mikrobiom-assoziierte kurzkettige Fettsäuren die Expression von Pathologie-assoziierten Signalwegen bei PD erhöhen.
Human physiomimetic model integrating microphysiological systems ofthe gut, liver, and brain for studies of neurodegenerative diseases
Linda G. Griffith (1), Rudolf Jaenisch(2)
Eingestellt am: 10.05.2021
[1] https://advances.sciencemag.org/content/7/5/eabd1707[2] https://www.pcrm.org/news/ethical-science/vitro-model-gut-liver-brain-axis-studying-neurodegenerative-diseases
