Transformer des modèles de tissus de barrière statique en systèmes microphysiologiques dynamiques
16 février 2024
Ce protocole décrit une plate-forme de culture cellulaire reconfigurable à base de membranes qui intègre le format à puits ouvert avec des capacités d’écoulement de fluide. Cette plateforme est compatible avec les protocoles standard et permet des transitions réversibles entre les modes de culture à puits ouvert et microfluidique, répondant aux besoins des laboratoires d’ingénierie et de biosciences.
Nous développons des systèmes microphysiologiques modulaires qui imitent les tissus barrières humains. Notre système est unique car il peut être reconfiguré d’une culture statique à puits ouverts à un système amélioré par l’écoulement. Cette flexibilité permet à la plateforme d’être utilisée à la fois dans les laboratoires axés sur les biosciences et l’ingénierie.
Nous présentons un protocole pour créer une plate-forme à puits ouverts reconfigurable avec une imagerie de la culture et du mode de vie améliorée par flux. Il est compatible avec les protocoles de biosciences conventionnels. Notre conception reconfigurable permet aux utilisateurs de basculer entre le mode puits ouvert et le mode microfluidique au cours d’une expérience, et permet à l’utilisateur d’effectuer chaque étape en utilisant un format avec lequel il est à l’aise.
Aperçu
Ce protocole décrit une plateforme de culture cellulaire basée sur une membrane reconfigurable qui intègre le format de puits ouvert avec des capacités de flux fluidique. Cette plateforme est compatible avec les protocoles standard et permet des transitions réversibles entre les modes de culture à puits ouvert et microfluidique, répondant aux besoins des laboratoires d'ingénierie et de biosciences.
Composants clés de l'étude
Domaine de la science
- Neuroscience
- Biologie cellulaire
- Bioingénierie
Contexte
- Développement de systèmes microphysiologiques modulaires.
- Accent mis sur l'imitation des tissus de barrière humains.
- Importance de la flexibilité dans les systèmes de culture.
- Compatibilité avec les protocoles conventionnels de biosciences.
Objectif de l'étude
- Créer une plateforme à puits ouvert reconfigurable.
- Améliorer la culture avec des capacités de flux.
- Faciliter l'imagerie du mode de vie pendant les expériences.
Méthodes utilisées
- Protocole pour la création d'une plateforme de culture reconfigurable.
- Intégration de techniques de culture améliorées par le flux.
- Utilisation des modes à puits ouvert et microfluidique.
- Application de protocoles de biosciences standard.
Résultats principaux
- Transition réussie entre les modes de culture pendant les expériences.
- Capacités d'imagerie améliorées avec la nouvelle plateforme.
- Compatibilité avec les pratiques de laboratoire existantes.
Conclusions
- La plateforme offre de la flexibilité aux chercheurs.
- Elle répond aux besoins des laboratoires d'ingénierie et de biosciences.
- Potentiel pour des applications plus larges en ingénierie tissulaire.
Questions fréquemment posées
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.
