Lebenden menschlichen Darm -On -A- Chip könnte Einblicke In Störungen und helfen Sie analysieren mögliche Behandlungen

Forscher an der Wyss Institut für Biologisch inspirierte Engineering an der Harvard University haben ein gut- on- a-Chip- Mikrovorrichtung von lebenden menschlichen Zellen , die die Struktur imitiert ausgekleidet erstellt , Physiologie Und Mechanik des menschlichen Darms - auch das Wachstum der lebenden Mikroorganismen innerhalb seiner luminalen Raum . Wie eine genauere Alternative zu konventionellen Zellkultur und Tiermodellen konnte die Mikrovorrichtung Forschern helfen, neue Einblicke in Darm-Erkrankungen , wie zum Beispiel Morbus Crohn und Colitis ulcerosa , sowie Bewertung der Sicherheit und Wirksamkeit von potentiellen Behandlungen. Die Forschungsergebnisse erscheinen online in der Zeitschrift Labor auf dem Chip .

Aufbauend auf den bahnbrechenden Wyss Instituts "Organ -on-Chip " -Technologie , die Mikrofabrikationstechniken nutzt, um lebendes Organ imitiert zu bauen, ist die gut- on-a- Chip ein Silikonpolymer Gerät von der Größe einer Computerspeicherstick. Wyss Gründungsdirektor , Donald Ingber , MD, Ph.D. , führte das Forschungsteam , das Postdoctoral Fellow , Hyun Jung Kim , Ph.D. enthalten sind; Technology Development Fellow, Dan Huh , Ph.D .; und Senior Staff Scientist , Geraldine Hamilton , Ph.D. Ingber ist auch der Judah Folkman Professor für Vaskuläre Biologie an der Harvard Medical School und der Gefäßbiologie -Programm an der Kinderklinik Boston und Professor für Bioengineering an der Harvard School of Engineering and Applied Sciences .

Die neuen Gerät imitiert komplexen 3D-Funktionen des Darms in miniaturisierter Form . Innerhalb einer zentralen Kammer , eine einzelne Schicht aus menschlichen Darmepithelzellen wächst auf einem flexiblen , porösen Membran , wieder die Darmbarriere . Die Membran wird an Seitenwänden , die sich dehnen und Rückstoß mit Hilfe eines Vakuum-Controller angeschlossen . Diese zyklische mechanische Verformung ahmt die wellenartige Bewegungen, die peristaltische Essen entlang des Verdauungstraktes zu bewegen. Das Design rekapituliert auch die Darmgewebe - Gewebe-Grenzfläche , die Flüssigkeiten unter und über die Darmzellschichtfließen , imitiert die luminale Mikroumgebung auf einer Seite der Vorrichtung und der Blutfluss durch Kapillargefäße zum anderen ermöglicht .

Darüber hinaus konnten die Forscher in der Lage, auf der Oberfläche der kultivierten Darmzellen wachsen und nachhaltig gemeinsame Darmmikroben , wobei einige der physiologischen Funktionen wichtig für das Verständnis vieler Krankheiten simulieren . Diese kombinierten Fähigkeiten zeigen, dass gut- on -a-Chip hat das Potenzial, ein wertvolles In-vitro- Diagnose-Tool , um die Ursache und das Fortschreiten von einer Vielzahl von Darm-Erkrankungen besser zu verstehen und um die Entwicklung sicheren und wirksamen neuen Therapeutika sowie Probiotika werden . Katgut -on- a- Chip könnte auch verwendet werden , um den Metabolismus und die orale Absorption von Arzneimitteln und Nährstoffen zu testen.

" Da die Modelle am häufigsten zur Verfügung , die uns heute nicht die menschliche Krankheit zu wiederholen , können wir nicht vollständig verstehen, die Mechanismen hinter vielen Darm-Erkrankungen , was bedeutet, dass die Medikamente und Therapien wir in Tiermodellen validiert oft nicht wirksam sein, wenn am Menschen getestet ", sagte Ingber . " Mit besseren , genaueren in vitro Krankheitsmodelle , wie der Darm -on -a-Chip , kann daher deutlich unsere Fähigkeit, wirksame neue Medikamente, die Menschen, die an diesen Erkrankungen leiden, zu helfen entwickeln zu beschleunigen. "

Gut -on- a- Chip stellt den jüngsten Fortschritt in Portfolio entwickelt Organmodelle der Wyss Instituts. Die Plattform-Technologie wurde zum ersten Mal auf der gemeldeten Wissenschaftim Juni 2010 , wo ein Leben, Atmen, menschlichen Lunge -on -a-Chip wurde beschrieben . Im selben Jahr erhielt die Wyss mit Mitteln aus den National Institutes of Health und der US Food and Drug Administration , eine Herz-Lungen- Mikromaschine , um die Sicherheit und Wirksamkeit von inhalierten Medikamente auf dem integrierten Herz- und Lungenfunktion testen, zu entwickeln. Im September 2011 wurde die Wyss ein vierjähriges Stipendium der Defense Advanced Research Projects Agency , eine Milz -on -a- Chip an Sepsis, eine häufig tödliche Infektion der Blutbahn zu behandeln Entwicklung ausgezeichnet.