Transformación de modelos tisulares de barrera estática en sistemas microfisiológicos dinámicos
16 de febrero de 2024
Este protocolo describe una plataforma de cultivo celular basada en membranas reconfigurable que integra el formato de pozo abierto con capacidades de flujo de fluidos. Esta plataforma es compatible con los protocolos estándar y permite transiciones reversibles entre los modos de cultivo microfluídico y de pozo abierto, adaptándose a las necesidades de los laboratorios de ingeniería y biociencias.
Estamos desarrollando sistemas microfisiológicos modulares que imitan los tejidos de barrera humanos. Nuestro sistema es único porque se puede reconfigurar de un cultivo estático de pozo abierto a un sistema de flujo mejorado. Esta flexibilidad permite que la plataforma se utilice tanto en laboratorios centrados en la biociencia como en la ingeniería.
Presentamos un protocolo para crear una plataforma de pozo abierto reconfigurable con imágenes de cultura y estilo de vida mejoradas por el flujo. Es compatible con los protocolos convencionales de biociencias. Nuestro diseño reconfigurable permite a los usuarios cambiar entre los modos de pozo abierto y microfluídico durante un experimento, y permite al usuario realizar cada paso utilizando un formato con el que se sienta cómodo.
Visión general
Este protocolo describe una plataforma de cultivo celular reconfigurable basada en membranas que integra el formato de pozo abierto con capacidades de flujo de fluidos. Esta plataforma es compatible con protocolos estándar y permite transiciones reversibles entre modos de cultivo de pozo abierto y microfluídico, acomodando las necesidades de laboratorios tanto de ingeniería como de biociencias.
Componentes clave del estudio
Área de la ciencia
- Neurociencia
- Biología celular
- Bioingeniería
Antecedentes
- Desarrollo de sistemas microfisiológicos modulares.
- Énfasis en la imitación de tejidos de barrera humana.
- Importancia de la flexibilidad en los sistemas de cultivo.
- Compatibilidad con protocolos biocientíficos convencionales.
Propósito del estudio
- Crear una plataforma de pozo abierto reconfigurable.
- Mejorar el cultivo con capacidades de flujo.
- Facilitar la imagen del estilo de vida durante los experimentos.
Métodos utilizados
- Protocolo para crear una plataforma de cultivo reconfigurable.
- Integración de técnicas de cultivo mejoradas con flujo.
- Uso de modos tanto de pozo abierto como microfluídico.
- Aplicación de protocolos biocientíficos estándar.
Principales resultados
- Transición exitosa entre modos de cultivo durante los experimentos.
- Capacidades de imagen mejoradas con la nueva plataforma.
- Compatibilidad con prácticas de laboratorio existentes.
Conclusiones
- La plataforma ofrece flexibilidad para los investigadores.
- Cumple con las necesidades de laboratorios tanto de ingeniería como de biociencias.
- Potencial para aplicaciones más amplias en ingeniería de tejidos.
Preguntas frecuentes
Executive Industry Relevance
Dynamic microphysiological systems that enable reversible switching between static and flow-enhanced modes address a critical gap in barrier tissue modeling for drug discovery. This reconfigurable platform supports predictive confidence in early-stage screening by aligning with both standard open-well protocols and advanced flow-based assays. Its compatibility with conventional workflows facilitates broader adoption and integration across discovery and translational research pipelines.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Enables interrogation of barrier tissue function under both static and dynamic conditions.
- Supports mechanistic de-risking by allowing controlled exposure to physiological shear stress.
- Facilitates functional target validation in disease-relevant tissue models.
Screening & Assay Development
- Prepares validated endothelial monolayers for compound screening in both open-well and flow modes.
- Ensures assay reproducibility and standardization by maintaining compatibility with established protocols.
- Enables quantitative readouts such as gene expression changes in response to flow.
Translational & Preclinical Research
- Aligns in vitro barrier models with physiological conditions relevant to human tissues.
- Supports translational biomarker studies by enabling dynamic modulation of experimental conditions.
- Provides continuity from early discovery through preclinical validation in barrier tissue research.
Pipeline & Workflow Integration
This platform bridges early discovery, assay development, and translational research by enabling flexible modeling of barrier tissues under both static and flow conditions.
- Discovery Biology: Facilitates hypothesis testing on barrier integrity and cellular response to shear stress.
- Screening: Supports reproducible, quantitative assays for compound evaluation in physiologically relevant formats.
- Analytics: Enables measurement of gene expression and cellular alignment as functional readouts.
- Translational Research: Connects in vitro findings to preclinical models by mimicking dynamic tissue environments.
- Enterprise Reuse: Offers a modular, reconfigurable system adaptable to diverse R&D workflows.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence and reduces mechanistic ambiguity in barrier tissue studies.
- Operational Value: Enhances standardization, reproducibility, and scalability across research teams.
- Strategic Value: Improves go/no-go decision-making and capital efficiency by enabling robust early-stage data.
- Portfolio Impact: Supports risk-adjusted prioritization and advancement of barrier-targeted programs.
Implementation Considerations
- Requires expertise in cell culture and microfluidic system assembly.
- Needs access to standard laboratory instrumentation and imaging platforms.
- Demands cross-team alignment on protocol standardization for reproducibility.
- Adaptable to various cell types and tissue models with protocol optimization.
- Limited by the need for manual reconfiguration between static and flow modes.
