Multi-elektrode-integration i tarm-på-chip-systemer forbedrer overvågning af tarmbarriere

For at styrke områderne lægemiddeludvikling og medicinsk forskning har der været et strategisk omdrejningspunkt fra traditionelle dyreforsøg til vedtagelsen af ​​nye in vitro-modeller. Disse modeller replikerer omhyggeligt den menneskelige fysiologi, hvilket ansporer udviklingen af ​​mikrofysiologiske systemer eller Organs-on-Chips.

Denne udvikling præsenterer en mere etisk og sofistikeret ramme for undersøgelse af menneskelige organer og sygdomme, nøjagtig simulering af organfunktioner og muliggør detaljerede undersøgelser af vævs- og organsundhed uden de moralske dilemmaer forbundet med dyreforsøg. Specifikt fremstår gut-on-a-chip modellen som et banebrydende værktøj til at undersøge tarmbarrierens reaktion på et utal af faktorer, ved at bruge avancerede teknikker som transepitelial elektrisk modstand (TEER) til realtidsvurdering af barriereintegritet.

Udgivet den 24. januar 2024 i Microsystems &Nanoengineering , viser en undersøgelse en metode til at forbedre overvågning af tarmbarriere inden for Human Microbial Crosstalk (HuMiX) gut-on-a-chip model.

Denne metode letter rumligt løste målinger af TEER i realtid og giver direkte indsigt i tarmbarrierens integritet. Ved at overvinde begrænsningerne ved tidligere designs introducerede forskerholdet en ny fremstillingsproces, der påfører tyndfilmmetalelektroder på fleksible substrater, som derefter problemfrit integreres i HuMiX-platformen via en transfer-tape-metode.

Denne innovative opsætning giver mulighed for omfattende overvågning af barrieredannelse, afbrydelse og genopretning, med detaljer om cellekulturområdets forskellige sektioner. Den strategiske placering af elektroder navigerer i platformens indviklede design, hvilket sikrer nøjagtig og pålidelig dataindsamling. Anvendelsen af ​​impedansspektroskopi forbedrer disse data, hvilket muliggør målinger på tværs af forskellige frekvenser.

For at demonstrere systemets effektivitet gennemførte forskerne realtidsovervågning af en kræftepitelcellelinjes barrieredannelse, hvilket understregede modellens potentiale til at kaste lys over tarmsundhed og sygdomsforløb.

Forskere fra Universitetet i Luxembourg og Universitetet i Uppsala samarbejdede om denne undersøgelse og understreger betydningen af ​​dette fremskridt, "Denne teknologi fremmer vores evne til at overvåge tarmbarrierefunktionen i realtid betydeligt, og giver indsigt i de komplekse interaktioner mellem tarmepitel. celler og mikrobiomet Dette markerer et betydeligt spring hen imod realiseringen af ​​personlig medicin og formuleringen af ​​målrettede interventioner til tarmrelaterede tilstande."

Denne nye metode til at overvåge dannelsen og integriteten af ​​tarmbarrieren indvarsler en ny æra inden for tarmsundhedsforskning. Det har dybt indflydelse på vores forståelse af tarmbarrierens reaktion på forskellige stimuli, hvilket baner vejen for innovation af terapeutiske tilgange til tarmrelaterede sygdomme. Desuden er dets implikationer for personlig medicin dybe, hvilket muliggør præcise forudsigelser af individuelle reaktioner på kosttilpasninger eller medicinske behandlinger.

Flere oplysninger: Mara Lucchetti et al., Integration af flere fleksible elektroder til realtidsdetektering af barrieredannelse med rumlig opløsning i et gut-on-chip system, Microsystems &Nanoengineering (2024). DOI:10.1038/s41378-023-00640-x

Journaloplysninger: Mikrosystemer og nanoteknik

Leveret af TranSpread