« Organ-on-a-chip’ Pourrait accélérer le traitement des maladies Recherche

Les chercheurs ont mis au point trois dimensions “organe-on-a-chip,” ce qui permet une surveillance continue en temps réel de cellules, et pourrait être utilisé pour développer de nouveaux traitements pour la maladie tout en réduisant le nombre d'animaux utilisés dans la recherche.

Le dispositif, qui incorpore des cellules à l'intérieur d'un transistor 3-D faite d'un matériau souple analogue à une éponge inspirée de la structure de tissu natif, donne aux scientifiques la possibilité d'étudier les cellules et les tissus de nouvelles façons. En cellules permettant de croître en trois dimensions, le dispositif reproduit de façon plus précise la façon dont les cellules se développent dans le corps.

Photo: Université de Cambridge

Les chercheurs, dirigé par l'Université de Cambridge, dire que leur dispositif pourrait être modifié pour générer plusieurs types d'organes-foie-on-a-chip ou un cœur-on-a-chip, par exemple, conduisant finalement à un corps sur une puce qui simuler différents traitements affectent le corps dans son ensemble.

Leur résultats sont présentés dans la revue Les progrès scientifiques.

Traditionnellement, études biologiques ont été (et sont encore) fait dans des boîtes de Pétri, où des types spécifiques de cellules sont cultivées sur une surface plane. Alors que beaucoup des progrès de la médecine fait depuis les années 1950, y compris le vaccin contre la polio, avoir son origine dans des boîtes de Pétri, ces environnements en deux dimensions ne représentent pas avec précision les environnements en trois dimensions natives de cellules humaines, et peut conduire à des informations trompeuses et les échecs des médicaments dans les essais cliniques.

« Modèles de cellules à deux dimensions ont bien servi la communauté scientifique, mais nous devons maintenant passer à des modèles de cellules en trois dimensions afin de développer la prochaine génération de thérapies,», A déclaré Owens Róisín, du Département de génie chimique et de biotechnologie de Cambridge, et l'auteur principal de l'étude.

« Les cultures cellulaires tridimensionnelles peuvent nous aider à identifier de nouveaux traitements et à savoir lesquels éviter si nous pouvons les surveiller avec précision.," dit Charalampos Pitsalidis, un chercheur postdoctoral au Département de génie chimique & Biotechnologie, et le premier auteur de l'étude.

À présent, 3-Les cultures de cellules et de tissus D sont un domaine émergent de la recherche biomédicale, permettant aux scientifiques d'étudier la physiologie des organes et des tissus humains d'une manière qui n'était pas possible auparavant. toutefois, alors que ces cultures 3D peuvent être générées, la technologie qui évalue avec précision leur fonctionnalité en temps réel n'a pas été bien développée.

« La majorité des cellules de notre corps communiquent entre elles par des signaux électriques, afin de surveiller les cultures cellulaires en laboratoire, nous devons leur attacher des électrodes," dit Owens. "Toutefois, les électrodes sont assez maladroites et difficiles à attacher aux cultures cellulaires, nous avons donc décidé de tout renverser et de mettre les cellules à l'intérieur de l'électrode.

Le dispositif, qu'Owens et ses collègues, développé est basé sur un “échafaud” d'une éponge polymère conductrice, configuré dans un transistor électrochimique. Les cellules sont cultivées dans l'échafaudage et l'ensemble du dispositif est ensuite placé à l'intérieur d'un tube en plastique où les nutriments nécessaires aux cellules peuvent circuler. L'utilisation du soft, l'électrode éponge au lieu d'une électrode métallique rigide traditionnelle fournit un environnement plus naturel pour les cellules et est la clé du succès de la technologie d'organe sur puce pour prédire la réponse d'un organe à différents stimuli.

D'autres dispositifs d'organes sur puce doivent être complètement démontés afin de surveiller le fonctionnement des cellules, mais puisque la conception dirigée par Cambridge permet une surveillance continue en temps réel, il est possible de mener des expériences à plus long terme sur les effets de diverses maladies et des traitements potentiels.

"Avec ce système, nous pouvons surveiller la croissance du tissu, et sa santé en réponse à des médicaments externes ou à des toxines,” dit Pitsalidis. « Outre les tests toxicologiques, on peut aussi induire une maladie particulière dans les tissus, et étudier les mécanismes clés impliqués dans cette maladie et découvrez les bons traitements « .

Les chercheurs envisagent d'utiliser leur appareil pour développer une “gut-on-a-chip” et attachez-le à un “cerveau-on-a-chip” afin d'étudier la relation entre le microbiome intestinal et la fonction cérébrale dans le cadre du projet IMBIBE.

La source: www.laboratoryequipment.com, par l'Université de Cambridge