Технология органных чипов улучшает исследование кишечника для персонализированной медицины

Исследователи разработали технологию органных чипов с использованием донорских клеток кишечника человека, которая имеет преимущества по сравнению с органоидами и открывает новые возможности для персонализированной медицины.

Внутри ворсинок кишечника. Предоставлено:Mopic / Shutterstock.com.

Чтобы помочь лучше понять, как тонкий кишечник работает как при здоровье, так и при болезни, исследователи разработали «органоиды» путем выделения стволовых клеток кишечника из биоптатов человека.

Хотя эти органоиды образуют все типы клеток, присутствующие в кишечнике, они растут как кисты, их клеточная поверхность обращена к закрытому просвету, а не подвергается воздействию содержимого кишечника, тем самым предотвращая изучение таких процессов, как перенос питательных веществ и лекарств, которые вовлекают кишечный барьер.

Органоидам также не хватает сосудистой сети и механических движений, которые происходят при перистальтике и кровотоке. которые необходимы для регенерации кишечника и многих других пищеварительных процессов. Чтобы решить эти проблемы, Исследователи из Института биологической инженерии Висса создали микрожидкостное устройство для культивирования «Орган-на-чипе».

Дональд Ингбер и его коллеги выделили клетки кишечника человека из опухоли и культивировали их в одном из двух каналов, разделенных мембраной от эндотелиальных клеток, происходящих из кровеносных сосудов, в соседнем канале.

Этот кишечный чип воссоздал эпителий ворсинок нормального кишечника, Это означает, что исследователи могут изучать перистальтику и функцию кишечника. Тем не мение, это не позволяло изучать процессы, в которых используются нормальные кишечные клетки от отдельных доноров, что имеет решающее значение для анализа ответов конкретного пациента для персонализированной медицины.

Теперь, Ингбер и его команда решили это ограничение, используя органоидный подход к выделению кишечных стволовых клеток из биоптатов человека. путем разрушения органоидов и выращивания специфичных для пациента клеток внутри кишечного чипа. Эти клетки спонтанно образуют кишечные ворсинки, которые обращены к просвету канала и эпителию, близко прилегая к эндотелию микрососудов кишечника человека.

<цитата>

Этот подход представляет собой новую ступеньку для исследования нормальных и связанных с заболеванием процессов с высокой степенью индивидуальности. включая транспортировку питательных веществ, пищеварение различные кишечные расстройства, кишечные взаимодействия с комменсальными микробами, а также с патогенами, «

Дональд Ингбер, Институт биологической инженерии Висса

Команда Ингбера теперь применяет один и тот же подход к разным частям кишечника, которые различаются по функциям и уязвимости к болезням.

"В будущем, такие усилия могут позволить нам лучше понять взаимодействия человека и микробиома, модельные нарушения питания и воспалительные заболевания кишечника, и проводить индивидуальное тестирование на наркотики, - говорит соавтор исследования Алессио Товальери (Департамент здравоохранения и науки и технологий ETH Zurich, Швейцария).

• Открытие 100 новых генов может помочь в исследованиях болезней пигментации
• Люди с симптомами СРК могут иметь низкий уровень витамина D,