Nyt lungevæv-på-en-chip-system tilbyder hurtig test af potentielle fibrotiske behandlinger

Lungefibrose er en af ​​de mest almindelige og alvorlige former for lungesygdom. Nu har NIBIB-finansierede forskere udviklet et in vitro lungevæv-på-en-chip-system, der efterligner lungefibrose, tilbyder hurtig test af potentielle nye anti-fibrotiske behandlinger.

Lungefibrose er kendetegnet ved progressiv lungestivhed og ardannelse. Det anslås, at tæt på 200, 000 individer er berørt i USA med mere end fem millioner ramt på verdensplan. Halvdelen af ​​de berørte personer dør inden for fem år efter diagnosen. Den progressive vævsstivning ved fibrose er også en væsentlig faktor ved hjertesvigt, levercirrhose, og nyresygdom.

Lungearret, der opstår ved lungefibrose, er irreversibel, og der er ingen behandling, der helt kan stoppe sygdomsprogression. I øjeblikket, kun to lægemidler kan hjælpe med at bremse sygdomsprocessen, pirfenidon og nintedanib. En række nye kandidatterapier, der kunne stoppe eller endda vende processen, er blevet identificeret. Imidlertid, at teste dem er vanskeligt og dyrt på grund af den langsomme udvikling af sygdommen i dyremodeller eller kliniske forsøg på mennesker.

For at løse dette problem et team af bioingeniører fra State University of New York i Buffalo, og University of Toronto i Canada har udviklet et lungevæv-på-et-chipsystem, der har egenskaber ved fibrotisk lungevæv. Udviklingen af ​​det unikke mikrotissuesystem som en platform til test af anti-fibrose-behandlinger blev finansieret af National Institute of Biomedical Imaging and Bioengineering (NIBIB) og er rapporteret i tidsskriftet Naturkommunikation.

Forskerne brugte mikrolithografi til at udskrive arrays af små firkanter, med mikropiller omkring tykkelsen af ​​et menneskehår placeret rundt om kanterne på hver enkelt firkant. De udtænkte en måde at dyrke lunge-alveolært væv-; de små poser, der fyldes med luft i lungerne-; så vævet strækkes som en trampolin over mikropillerne.

Mikrotissuerne blev behandlet med TGF-beta, som får vævet til at trække sig sammen og stivne. Dette efterligner afstivning af lungealveolært væv hos mennesker, der lider af sygdommen, og bøjer mikropillerne, som kan observeres under et mikroskop. Resultatet er en mikrotissemodel af lungefibrose.

Afslapning af den fibrotiske bøjning af mikropillerne efter behandling med pirfenidon og nintedanib bekræftede, at systemet er en pålidelig model for lungefibrose, som reagerer på lægemiddelbehandling.

"Vi forventer, at vores system fremskynder oversættelsen af ​​antifibrotiske behandlinger fra laboratorier til klinikken, "sagde seniorforfatter Ruogang Zhao, Ph.d., adjunkt i Institut for Biomedicinsk Teknik på University i Buffalo. "Vi tilpasser nu systemet til at modellere patologien for andre membransygdomme, såsom fibrose i nethinden og tarmfibrose forbundet med Crohns sygdom."

• Forskere opdager grunden til, at mange blærekræftpatienter ikke reagerer på immunterapi
• NYU Langone Hospital – Brooklyn tilbyder avanceret robot-assisteret kirurgi til behandling af komplekse brok