芯片模型让我们看到人类肺部真菌感染传播

Jena的研究人员开发的芯片感染模型使生活显微观察的侵入性真菌感染引起的肺组织损伤曲霉病。团队开发的算法跟踪真菌菌丝的传播以及免疫细胞的反应。发展是基于“lung-on-chip”模式也在耶拿和可以帮助减少动物实验的数量。结果提出了在《生物材料》杂志上。

曲霉病是一种霉菌感染来自烟曲霉属真菌引起的,通常会影响肺部。这种疾病可能是致命的,特别是在免疫力低下的个人。在这些情况下,侵袭性曲霉菌感染通常发生在真菌菌丝入侵血管。到目前为止,只有少数活性物质能够对抗真菌感染。“这就是为什么它是如此重要,我们能够代表这个入侵增长模型,”玛丽·冯·Lilienfeld-Toal说,该研究的。内科医生是内科教授耶拿大学第二医院,Leibniz-HKI进行研究。

新的曲霉病感染模型有助于更好地观察真菌的生长和免疫系统的反应和可能的新的治疗方法。此外,新活性物质可以进行测试。这是在耶拿的专长:器官芯片一直是发达国家大学医院。生产的启动Dynamic42肺芯片用于研究,成立。第一作者梅黄平君还加入了公司在完成她的博士学位。

从器官模型感染模型

“芯片的帮助下,我们可以在3 d实时观察和量化曲霉病,在显微镜下,”研究负责人Marc Thilo Figge说。他是Leibniz-HKI应用系统生物学研究小组的负责人,在耶拿席勒大学教授。两层细胞的器官模型由一个人工膜隔开。一层暴露在空气中,由表层细胞的肺。另一层由血管细胞,一个作品中营养液不断流淌过去。

这个模型,研究人员增加了真菌。“通过这种方式,我们将器官模型变成感染模型,”哈尔顿苏珊解释道,血液学/肿瘤学感染组的成员在Leibniz-HKI和一分之三的作者之一。困难,她说,是建立正确的感染的严重程度。“如果我们太多来自烟曲霉菌添加到模型中,肺细胞死亡。如果太少了,我们没有看到任何东西,”的分子生物学家补充道。

人类免疫细胞或各种各样的药物,例如,可以添加到这个系统,研究小组显示在当前的研究中。

图像算法评估

评估三维微观数据提出了一个重大的挑战。“如果我们只看图片,我们了解病情恶化的感染,但我们不能量化。,我们需要能够区分真菌菌丝的算法或免疫细胞组织细胞以及周围的环境,“Zoltan Cseresnyes解释道,也是这篇论文的第一作者。他是一名Figge团队是专业的自动图像分析。

让计算机来区分它们,使用荧光染料颜色不同的细胞类型。“例如,荧光的强度可用于确定多少真菌免疫细胞吃了,“Cseresnyes解释道。

“当然,这个模型是一个简化,不能将一对一的与一个完整的器官,“Figge说。“但我们认为这是一个重要的贡献,以更好地研究真菌感染,因为它可以部分取代动物实验同时。”The model will now be further optimized.

参考:黄平君TNM, Cseresnyes Z,哈,等。入侵aspergillosis-on-chip:定量人类来自烟曲霉菌感染的治疗研究。生物材料。2022;283:121420。doi:10.1016 / j.biomaterials.2022.121420

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