Forscher um Professor Dr. Gert Fricker vom Institut für Pharmazie und Molekulare Biotechnologie (IPMB) arbeiten zusammen mit weiteren Wissenschaftlern des Naturwissenschaftlichen und Medizinischen Instituts an der Universität Tübingen an dem Modell. Die Nachbildung der Blut-Hirn-Schranke soll dann Tests zum Arzneimitteltransport ins Gehirn ermöglichen. Das Projekt trägt den Titel „Mikrophysiologisches In-vitro-Modell der Blut-Hirn-Schranke mit integrierten Mikrosensoren als in vivo-nahes Krankheitsmodell für Wirkstofftests“.

Der Chip soll elektrische, elektrochemische und optische Sensoren enthalten, mit denen der Fluss von Substanzen kontinuierlich gemessen werden kann. Außerdem sollen diese Sensoren dazu genutzt werden, um die Unversehrtheit der Barriere beurteilen zu können. Mithilfe dieser sogenannten „Organ-on-chip“-Modelle könne der menschliche Organismus simuliert werden. Die Wissenschaftler hoffen, dass durch ihre Forschung zukünftig die Zahl von Tierversuchen reduziert werden kann.

Die Blut-Hirn-Schranke trennt den Blutkreislauf vom zentralen Nervensystem. Substanzen müssen die luminale und basale Membran der Endothelzelle durchdringen, um die Schranke zu überwinden. Ein solcher Membrandurchtritt setzt bestimmte physikochemische Eigenschaften des Wirkstoffs voraus. Diese physiologische Barriere schützt zudem das Gehirn vor Krankheitserregern. „Sie verhindert aber auch, dass gezielt verabreichte Medikamente, etwa zur Behandlung neurologischer Krankheiten, ins Gehirn vordringen können“, erläutert Fricker. Denn in den Kapillarendothelien der Hirngefäße kann das p-Glykoprotein bestimmte eingedrungene Fremdsubstanzen wieder zurück in das Blut pumpen.