Çip Üzerinde Organ (OoC) sistemleri, geleneksel 2B hücre kültürü ile hayvan modelleri arasındaki boşluğu doldurabilen, gelişmekte olan bir 3B hücre kültürü tekniğini temsil eder. OoC platformları tipik olarak, zarlar veya hidrojeller gibi çok çeşitli iskeleler üzerinde büyütülen dokuya özgü hücreleri içeren bir veya daha fazla bölmeden oluşur1. Modeller, bir veya daha fazla tanımlanmış organotipik fonksiyonu taklit etme yeteneğine sahiptir. Pompalar, hücresel atık ürünlerin uzaklaştırılması, gelişmiş hücresel farklılaşma için beslenme ve büyüme faktörleri sağlanması ve temel in vivo koşulların yeniden oluşturulması için hücre kültürü ortamının sürekli mikroakışkan perfüzyonunu sağlar. Bağışıklık hücrelerinin entegrasyonu ile OoC sistemleri, in vitro 2'de insan bağışıklık tepkisini taklit edebilir. Bugüne kadar çok çeşitli organlar ve fonksiyonel birimler sunulmuştur1. Bu sistemler, ilaç testi 5,7 ve enfeksiyon çalışmaları6,8 için kolaylaştırılabilen vaskülatür 3, akciğer4, karaciğer 2,5 ve bağırsak6 modellerini içerir.
Burada, endotel astarı ve dokuda yerleşik makrofajlarla birleştirilmiş villus benzeri ve kript benzeri yapıların organotipik bir 3D topografyasını oluşturan insan epitel hücrelerini entegre eden bir çip üzerinde insan bağırsağı modeli sunuyoruz. Model, mikroskobik bir slayt formatında mikroakışkan olarak perfüze edilmiş bir biyoçip içinde kültürlenir. Her biyoçip iki ayrı mikroakışkan boşluktan oluşur. Her boşluk, gözenekli bir polietilen tereftalat (PET) zarı ile bir üst ve alt odaya bölünür. Zarın kendisi aynı zamanda hücrelerin her iki tarafta büyümesi için iskele görevi görür. Zarın gözenekleri, hücre katmanları arasında hücresel karışmayı ve hücre göçünü mümkün kılar. Her odaya iki dişi luer kilit boyutunda bağlantı noktası ile erişilebilir. İsteğe bağlı olarak, ek bir mini-luer kilit boyutlu bağlantı noktası, üst veya alt bölmeye erişim sağlayabilir (Şekil 1).
OoC platformu, tek bir deneyden elde edilebilecek bir dizi okuma sunar. Çip üzerinde bağırsak, hücre işaretleyici ekspresyonu, metabolizasyon oranları, bağışıklık tepkisi, mikrobiyal kolonizasyon ve enfeksiyonve bariyer fonksiyonunu değerlendirmek için perfüze edilmiş 3D hücre kültürü, atık su analizi ve floresan mikroskobunu birleştirmeye yönelik olarak uyarlanmıştır 3,6,8. Model, dokuda yerleşik bağışıklık hücrelerini ve canlı mikroorganizmaların konakçı doku ile doğrudan temasını içerir, bu da yayınlanan diğer modellere kıyasla bir avantajdır9. Ayrıca, epitel hücreleri, canlı bir mikrobiyota ile kolonizasyon için fizyolojik olarak ilgili bir arayüz sağlayan üç boyutlu yapılar halinde kendi kendini organize eder6.