Statische barrièreweefselmodellen transformeren in dynamische microfysiologische systemen
16 februari 2024
Dit protocol beschrijft een herconfigureerbaar, op membraan gebaseerd celkweekplatform dat het open-well-formaat integreert met vloeistofstroommogelijkheden. Dit platform is compatibel met standaardprotocollen en maakt omkeerbare overgangen mogelijk tussen open-well en microfluïdische kweekmodi, om tegemoet te komen aan de behoeften van zowel technische als biowetenschappelijke laboratoria.
We ontwikkelen modulaire microfysiologische systemen die menselijke barrièreweefsels nabootsen. Ons systeem is uniek omdat het kan worden omgevormd van een statische open putcultuur naar een flow-enhanced systeem. Door deze flexibiliteit kan het platform worden gebruikt in zowel biowetenschappelijke als op engineering gerichte laboratoria.
We presenteren een protocol voor het creëren van een herconfigureerbaar open well-platform met flow-enhanced culture en lifestyle imaging. Het is compatibel met conventionele biowetenschappelijke protocollen. Ons herconfigureerbare ontwerp stelt gebruikers in staat om tijdens een experiment te schakelen tussen de open put- en microfluïdische modi, en stelt de gebruiker in staat om elke stap uit te voeren met een formaat waar hij zich prettig bij voelt.
Overzicht
Dit protocol beschrijft een herconfigureerbaar membraangebaseerd celkweekplatform dat het open-well formaat integreert met vloeistofstromingsmogelijkheden. Dit platform is compatibel met standaardprotocollen en maakt reversibele overgangen mogelijk tussen open-well en microfluïdische kweekmodi, waardoor het de behoeften van zowel technische als biowetenschappelijke laboratoria kan accommoderen.
Belangrijkste studiecomponenten
Wetenschapsgebied
- Neurowetenschappen
- Celbiologie
- Bio-engineering
Achtergrond
- Ontwikkeling van modulaire microfysiologische systemen.
- Focus op het nabootsen van menselijke barrièreweefsels.
- Belang van flexibiliteit in kweeksystemen.
- Compatibiliteit met conventionele biowetenschappelijke protocollen.
Doel van het onderzoek
- Om een herconfigureerbaar open-well platform te creëren.
- Om kweek met stromingsmogelijkheden te verbeteren.
- Om lifestyle beeldvorming tijdens experimenten te faciliteren.
Gebruikte methoden
- Protocol voor het creëren van een herconfigureerbaar kweekplatform.
- Integratie van stromingsverbeterde kweektechnieken.
- Gebruik van zowel open-well als microfluïdische modi.
- Toepassing van standaard biowetenschappelijke protocollen.
Belangrijkste resultaten
- Succesvolle overgang tussen kweekmodi tijdens experimenten.
- Verbeterde beeldvormingsmogelijkheden met het nieuwe platform.
- Compatibiliteit met bestaande laboratoriumpraktijken.
Conclusies
- Het platform biedt flexibiliteit voor onderzoekers.
- Het voldoet aan de behoeften van zowel technische als biowetenschappelijke labs.
- Mogelijkheid voor bredere toepassingen in weefselengineering.
Veelgestelde vragen
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.
