Nutzung der MicroSiM (μSiM) Barrieregewebeplattform zur Modellierung der Blut-Hirn-Schranke
January 12th, 2024
Dieser Bericht enthält Protokolle für den Aufbau, die Zellkultur und die Assays auf der μSiM-Plattform für den Aufbau von Blut-Hirn-Schrankenmodellen.
Wir entwickeln ein Gewebe-GI-Modell der Blut-Hirn-Schranke, um die Auswirkungen der Sepsis auf das Gehirn und den Beitrag von durch Blut übertragenen Faktoren zu verstehen. Verwendung von humanen induzierten pluripotenten Stammzellen. Wir planen, den Beitrag genetischer Faktoren zur Anfälligkeit bestimmter Patientenpopulationen zu untersuchen.
Aktuelle experimentelle Herausforderungen innerhalb der Tissue-Chip-Community sind die Reproduzierbarkeit der Ergebnisse und die Übernahme von Techniken durch externe Labore. Einzigartige Tissue-Chip-Designs, kleine Volumina innerhalb von Tissue-Chips und das Fehlen von funktionellen Standardassays tragen zu diesen Herausforderungen bei und beschränken die Anwender oft auf fluoreszenzbasierte Assays als primären Output. Mikro-Simm-Geräte bieten Modularität für vielseitige In-vitro-Modellierung, eine Glaslichtoberfläche, die sich ideal für hochauflösende Lifestyle-Bildgebung eignet, und eine hochproduzierte Ultra-Syn-100-Nanometer-Nanomembran, die ein nahtloses Übersprechen löslicher Faktoren und präzise Permeabilitätsassays gewährleistet.
Mit dem Mikro-Simm haben wir gesehen, dass bestimmte Zelltypen dazu neigen, mehr von den Matrixproteinen zu produzieren, die ein unterstützendes Gerüst um die Blutgefäße des Gehirns bilden. Jetzt können wir uns fragen, ob Entzündungen dazu führen, dass dieselben Zellen ihre Matrizen stärken oder abbauen und dadurch die Integrität der Barriere verändern. In Zukunft werden wir das Modell um ein weiteres Kompartiment mit grünen Zellen wie Astrozyten und Mikroglia erweitern, um zu untersuchen, wie diese Zellen bei systemischen Entzündungen wie Sepsis mit der Blut-Hirn-Schranke interagieren.
Wir planen auch, weitere Ursachen systemischer Entzündungen wie postoperatives Delir zu untersuchen, das mit Demenz überlagert ist.
Überblick
Diese Studie entwickelt ein Gewebechip-Modell der Blut-Hirn-Schranke, um die Auswirkungen von Sepsis auf die Gehirnfunktion zu untersuchen. Unter Verwendung humaner induzierter pluripotenter Stammzellen zielt die Forschung darauf ab, genetische Faktoren zu bewerten, die die Anfälligkeit von Patienten beeinflussen.
Wichtige Studienkomponenten
Wissenschaftsbereich
- Neurowissenschaften
- Zellbiologie
- Gewebeengineering
Hintergrund
- Das Verständnis der Blut-Hirn-Schranke ist entscheidend für die Untersuchung neurologischer Erkrankungen.
- Aktuelle Herausforderungen umfassen Reproduzierbarkeit und Standardisierung in der Gewebechip-Technologie.
- MicroSIM-Geräte bieten innovative Lösungen für die In-vitro-Modellierung.
- Der Einfluss von Entzündungen auf die Integrität der Barriere ist ein wichtiger Untersuchungsbereich.
Zweck der Studie
- Ein zuverlässiges Modell zur Untersuchung der Dynamik der Blut-Hirn-Schranke zu erstellen.
- Zu untersuchen, wie systemische Entzündungen die Gehirngesundheit beeinflussen.
- Die Rolle verschiedener Zelltypen bei der Aufrechterhaltung der Barriereintegrität zu bewerten.
Verwendete Methoden
- Montage von MicroSIM-Geräten für die Zellkultur.
- Zellbesiedlungs- und Inkubationsprotokolle für Endothelzellen.
- Immunfärbetechniken zur Visualisierung von Zellinteraktionen.
- Konfokale Mikroskopie zur Bildgebung und Analyse der Barriereigenschaften.
Hauptergebnisse
- MicroSIM-Geräte zeigten effektive Zellkulturbedingungen.
- Es wurde gezeigt, dass Entzündungen die Produktion von Matrixproteinen verändern.
- Optimale Besiedlungsdichten wurden für eine effektive Ko-Kultur identifiziert.
- Es wurden deutliche Zellschichten beobachtet, was auf eine erfolgreiche Modellentwicklung hinweist.
Schlussfolgerungen
- Die MicroSIM-Plattform ist ein vielversprechendes Werkzeug zur Untersuchung der Blut-Hirn-Schranke.
- Zukünftige Studien werden das Modell um Astrozyten und Mikroglia erweitern.
- Diese Forschung kann zu einem besseren Verständnis der Auswirkungen systemischer Entzündungen auf das Gehirn führen.
