För att förbättra områdena läkemedelsutveckling och medicinsk forskning har det funnits en strategisk pivot från traditionella djurförsök till antagandet av nya in vitro-modeller. Dessa modeller replikerar noggrant mänsklig fysiologi, vilket stimulerar utvecklingen av mikrofysiologiska system eller Organs-on-Chips.
Denna utveckling presenterar ett mer etiskt och sofistikerat ramverk för att undersöka mänskliga organ och sjukdomar, exakt simulera organfunktioner och möjliggöra detaljerade studier av vävnads- och organhälsa utan de moraliska problem som är förknippade med djurförsök. Specifikt framstår gut-on-a-chip-modellen som ett banbrytande verktyg för att undersöka tarmbarriärens reaktion på en myriad av faktorer, med hjälp av avancerade tekniker som transepitelial elektrisk resistans (TEER) för realtidsbedömning av barriärens integritet.
Publicerad den 24 januari 2024 i Microsystems &Nanoengineering , visar en studie upp en metod för att förbättra övervakningen av tarmbarriären inom Human Microbial Crosstalk (HuMiX) gut-on-a-chip-modell.
Denna metod underlättar realtids, rumsligt lösta mätningar av TEER, och ger direkta insikter om tarmbarriärens integritet. Genom att övervinna begränsningarna med tidigare konstruktioner introducerade forskargruppen en ny tillverkningsprocess som applicerar tunnfilmsmetallelektroder på flexibla substrat, som sedan sömlöst införlivas i HuMiX-plattformen via en överföringstejpmetod.
Denna innovativa uppsättning möjliggör omfattande övervakning av barriärbildning, störningar och återhämtning, och beskriver cellodlingsområdets olika sektioner. Den strategiska placeringen av elektroderna navigerar i plattformens intrikata design, vilket säkerställer korrekt och tillförlitlig datainsamling. Tillämpningen av impedansspektroskopi förbättrar dessa data, vilket möjliggör mätningar över olika frekvenser.
För att demonstrera systemets effektivitet genomförde forskarna realtidsövervakning av en cancerepitelcellinjes barriärbildning, vilket understryker modellens potential att belysa tarmhälsa och sjukdomsvägar.
Forskare från universitetet i Luxemburg och universitetet i Uppsala samarbetade i denna studie och understryker betydelsen av detta framsteg, "Denna teknik förbättrar avsevärt vår förmåga att övervaka tarmbarriärfunktionen i realtid, och ger insikter om de komplexa interaktionerna mellan tarmepitel. celler och mikrobiomet Detta markerar ett stort steg mot förverkligandet av personlig medicin och utformningen av riktade insatser för tarmrelaterade tillstånd."
Denna nya metod för att övervaka bildandet och integriteten av tarmbarriären förebådar en ny era inom tarmhälsoforskningen. Det påverkar djupt vår förståelse av tarmbarriärens reaktion på olika stimuli, vilket banar väg för innovation av terapeutiska metoder för tarmrelaterade sjukdomar. Dessutom är dess implikationer för personlig medicin djupgående, vilket möjliggör exakta förutsägelser av individuella reaktioner på kostjusteringar eller medicinska behandlingar.
Mer information: Mara Lucchetti et al, Integration av flera flexibla elektroder för realtidsdetektering av barriärbildning med rumslig upplösning i ett gut-on-chip-system, Microsystems &Nanoengineering (2024). DOI:10.1038/s41378-023-00640-x
Journalinformation: Mikrosystem och nanoteknik
Tillhandahålls av TranSpread
