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De nombreux troubles neurologiques ont été associés à des anomalies de la barrière hémato-encéphalique, notamment la sclérose en plaques, l’épilepsie, le syndrome d’Alzheimer et la maladie de Huntington.
La barrière hémato-encéphalique a pour fonction fondamentale d’empêcher toutes les toxines et autres substances étrangères présentes dans le sang de pénétrer dans les tissus du cerveau, causant ainsi des dommages. De même, le barrière hémato-encéphalique bloque également certains médicaments administrés à des fins thérapeutiques, empêchant le patient de les recevoir.
Grâce à la collaboration entre le Dr Gad Vatine et le Dr Clive N. Svendsen – respectivement du BGU’s Regenerative Medicine and Stem Cell Research Center and Department of Physiology and Cell Biology et du Cedars-Sinai Medical Center de Los Angeles – on a pour la première fois reproduit la barrière hémato-encéphalique d’un patient. À partir de cette copie on a créé une puce électronique, en utilisant des cellules souches pluripotentes induites (iPSC) afin de pouvoir étudier plus profondément les troubles neurologiques congénitaux et surtout d’être capables, grâce à la puce électronique, de concevoir des traitements personnalisés et testables par des moyens de diagnostic.
Les chercheurs ont manipulé génétiquement les cellules sanguines prélevées sur un patient pour les ramener à leur état de cellules souches (cellules souches pluripotentes induites). Les iPSC ont la capacité de se différencier en n’importe quel type de cellule et sont utilisées pour créer les cellules qui constituent la barrière hémato-encéphalique.
Ces cellules sont placées sur une puce-organe microfluidique de la barrière hémato-encéphalique, qui contient des milliers de cellules et tissus humains vivants, recréant ainsi la physiologie naturelle et les forces mécaniques que les cellules subissent dans le corps humain.
Grâce à la puce électronique de barrière hémato-encéphalique, les chercheurs peuvent tester l’efficacité de médicaments thérapeutiques pour différents troubles neurologiques, puisque les cellules reproduites auront le même défaut congénital que le patient dont elles proviennent. De plus, cette étude pourrait représenter une percée importante pour de nouvelles techniques de recherche sur les maladies du cerveau.
«En combinant des cellules souches propres à chaque patient et la technologie des organes sur puce électronique, nous avons créé un modèle personnalisé de la barrière hémato-encéphalique humaine», explique le Dr Vatine. «La barrière hémato-encéphalique sur puce électronique générée par différentes personnes nous permet de prédire le médicament cérébral le plus approprié de façon personnalisée. Les résultats de l’étude créent de nouvelles et extraordinaires possibilités pour la médecine de précision».