Organchip -teknologi forbedrer undersøgelsen af ​​tarmen til personlig medicin

Forskere har udviklet organchipteknologi ved hjælp af donorafledte tarmceller, der giver fordele i forhold til organoider og giver nye muligheder for personlig medicin.

Inde i tarmen villi. Kredit:Mopic/ Shutterstock.com

For at hjælpe med at forbedre forståelsen af, hvordan tyndtarmen fungerer i både sundhed og sygdom, forskere havde udviklet "organoider" ved at isolere tarmstamceller fra menneskelige biopsier.

Selvom disse organoider danner alle celletyperne i tarmen, de vokser som cyster med deres celleoverflade vendt mod et lukket lumen frem for at blive udsat for tarmens indhold, derved forhindre undersøgelse af processer såsom næringsstoffer og lægemiddeltransport, som involverer tarmbarrieren.

Organoider mangler også vaskulaturen og mekaniske bevægelser, der opstår i peristaltik og blodgennemstrømning, som er nødvendige for tarmens regenerering og mange andre fordøjelsesprocesser. For at løse disse problemer, forskere fra Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering skabte en mikrofluidisk "Organ-on-a-chip" kulturenhed.

Donald Ingber og kolleger isolerede humane tarmceller fra en tumor og dyrkede dem i en af ​​to kanaler adskilt af en membran fra blodkarafledte endotelceller i den tilstødende kanal.

Denne tarmchip genskabte villusepitelet i normal tarm, hvilket betyder, at forskere kunne studere peristaltik og tarmfunktion. Imidlertid, det tillod ikke undersøgelse af processer, der anvender normale tarmceller fra individuelle donorer, hvilket er afgørende for at analysere patientspecifikke reaktioner på personlig medicin.

Nu, Ingber og team har adresseret denne begrænsning ved at bruge organoid -metoden til at isolere tarmstamceller fra menneskelige biopsier, ved at bryde organoiderne op og dyrke de patientspecifikke celler i tarmchippen. Disse celler danner spontant intestinal villi, der vender mod kanalens lumen og epitelet i tæt tilknytning til humant intestinal mikrovaskulært endotel.

Denne tilgang præsenterer et nyt springbræt for undersøgelsen af ​​normale og sygdomsrelaterede processer på en meget personlig måde, herunder transport af næringsstoffer, fordøjelse, forskellige tarmsygdomme, og tarminteraktioner med kommensale mikrober såvel som patogener, “

Donald Ingber, Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering

Ingbers team anvender nu den samme tilgang til forskellige dele af tarmen, der er forskellige i deres funktion og sygdomssårbarheder.

"I fremtiden, sådanne bestræbelser kunne give os mulighed for meget bedre at forstå interaktioner mellem mennesker og mikrobiomer, model underernæring og inflammatoriske sygdomme i tarmen, og udføre personlig narkotikatest, "siger medforstifter af undersøgelsen Alessio Tovaglieri (Institut for Sundhedsvidenskab og Teknologi ved ETH Zürich, Schweiz).

• Opdagelse af 100 nye gener kan hjælpe forskning i pigmenteringssygdomme
• Personer med IBS -symptomer vil sandsynligvis have lave niveauer af D -vitamin,