Immunocompetent alveolus-op-chip-model voor het bestuderen van alveolaire mucosale immuunresponsen
May 31st, 2024
Long-op-chip-modellen overtreffen traditionele 2D-culturen door de lucht-vloeistofinterface en endotheelcelperfusie na te bootsen, waardoor de bloedstroom en de uitwisseling van voedingsstoffen worden gesimuleerd die cruciaal zijn voor longfysiologiestudies. Dit verhoogt de relevantie van longonderzoek en biedt een dynamische, fysiologisch nauwkeurige omgeving om het begrip en de behandeling van luchtweginfecties te bevorderen.
We ontwikkelen fysiologisch relevante in vitro modellen om mechanistische vragen bij menselijke infecties te beantwoorden. Onze focus ligt op de immuunrespons van de gastheer. Wanneer we dit model gebruiken om de complexe interactie van de ziekteverwekker met de gastheer te ontleden om moleculaire en cellulaire doelen te identificeren voor therapeutische opties bij menselijke infecties.
Werken aan een chipmodel zoals het long-on-chip-model, in evenwicht gehouden door logische complexiteit met specifieke onderzoeksbehoeften, dat inzicht biedt in de regulatie van de mens-gastheerrespons. Dit systeem bootst in vivo de cellulaire samenstelling en 3D-structuur na, wat zorgt voor meer gedefinieerde omstandigheden en een hoge doorvoer dan de dierproeven. Bij long-op-chip-technologie is een van de belangrijkste uitdagingen het selecteren van de juiste celtypen die de complexe functionaliteit van de long nabootsen voor de resultaten van infectiestudies.
Bovendien is het van cruciaal belang om het tijdsbestek van het experiment verder te verlengen dan traditionele in-vitromodellen. Hefboomwerking is het goedkope vermogen om de levensvatbaarheid van cellen te behouden met een continue voedingsstroom voor langere observatie, het experiment is ook noodzakelijk. We ontwikkelden het microfluïdische basismodel van menselijke longblaasjes als een effectief hulpmiddel om de menselijke alveolaire omgeving na te bootsen.
Het werd bereikt door perfusie toe te passen om de bloedstroom na te bootsen, en ook door een mechanische stimulatie van de endotheelcellen. En ook het integreren van lucht-vloeistofinterface voor de epitheelcellen door ze bloot te stellen aan de lucht. De volgende stap is om dit model uit te breiden naar een meer geavanceerd platform, zoals een model op basis van geïnduceerde pluripotente stamcellen.
Door dit te doen, willen we gepersonaliseerde geneeskunde dichter bij de toepassing brengen, met name in de context van het testen van antivirale geneesmiddelen, en als hulpmiddel voor biomedisch onderzoek en farmaceutische ontwikkeling.
Overzicht
Deze studie presenteert de ontwikkeling van long-on-chip modellen die de lucht-vloeistofinterface en endotheliale celperfusie repliceren, waardoor het begrip van luchtweginfecties wordt verbeterd. Deze modellen bieden een dynamische en fysiologisch nauwkeurige omgeving voor longonderzoek.
Belangrijke studiecomponenten
Wetenschapsgebied
- Neurowetenschap
- Biologie
- In vitro modellen
Achtergrond
- Traditionele 2D-cultures missen fysiologische relevantie.
- Long-on-chip technologie bootst in vivo condities na.
- Het begrijpen van gastheer-pathogeen interacties is cruciaal voor therapeutische ontwikkeling.
- Uitdagingen omvatten het selecteren van geschikte celtypen voor functionaliteit.
Doel van de studie
- Om in vitro modellen te ontwikkelen die menselijke infecties nauwkeurig weerspiegelen.
- Om de interacties tussen pathogenen en de menselijke gastheer te ontleden.
- Om moleculaire en cellulaire doelen voor therapieën te identificeren.
Gebruikte methoden
- Organ-on-a-chip technologie
- Selectie van relevante celtypen
- Hoge doorvoer experimenteren
- Uitgebreide experimentele tijdsbestekken
Belangrijkste resultaten
- Long-on-chip modellen geven inzicht in de regulatie van de menselijke gastheerrespons.
- Deze modellen balanceren biologische complexiteit met specifieke onderzoeksbehoeften.
- Ze bieden meer gedefinieerde condities in vergelijking met traditionele in vitro modellen.
- Uitgebreide tijdsbestekken staan een betere simulatie van infectiestudies toe.
Conclusies
- Long-on-chip modellen verhogen de relevantie van longonderzoek.
- Ze faciliteren een beter begrip van luchtweginfecties.
- Deze modellen zijn cruciaal voor het bevorderen van therapeutische opties.
Veelgestelde vragen
Chapters in this video
0:00
Introduction
2:08
Preparation and Maintenance of Human Umbilical Vein Endothelial Cells in Biochips for Establishing an Air‐Liquid Interface
5:42
Advanced Biochip Perfusion and Air‐Liquid Interface Establishment of Human Umbilical Vein Endothelial Cells for Tissue Culture Analysis
