骨Marrow-on-a-chip公布

的最新organ-on-a-chip哈佛大学生物工程研究所繁殖的结构、功能和骨髓细胞组成,一个复杂的组织,直到现在只能在活的动物,研究无损Wyss。这项研究发表在5月4日,2014年,在线出版的《自然方法。设备,称为“骨marrow-on-a-chip”给科学家一个急需的新工具来测试新药物和有毒药剂的影响整个骨髓。

具体来说,设备可以用来开发安全有效的策略来预防或治疗辐射的致命影响骨髓不通过动物实验,正在追求一个挑战在Wyss资助美国食品和药物管理局的支持。在最初的测试中,这些工程骨髓,像人类骨髓,枯萎的应对辐射除非药物可以防止辐射中毒。

骨头marrow-on-a-chip将来也可以暂时维持一个癌症病人的骨髓,而他或她接受marrow-damaging放疗或大剂量化疗等治疗。

“骨髓是一个极其复杂的器官,负责生产所有的血细胞类型的我们的身体和我们的骨髓芯片能够完整地概括这种复杂性和维护函数形式体外,“不因格贝尔说,Wyss研究所的创始董事Judah Folkman血管生物学教授哈佛医学院和波士顿儿童医院,生物工程教授在哈佛大学工程与应用科学学院的,和论文的资深作者。

因格贝尔导致大量努力开发人类organs-on-chips-small微流控设备,模拟生活的生理器官。到目前为止,Wyss团队建立了肺,心脏,肾脏和肠道芯片繁殖器官功能的关键方面,和他们有更多的organs-on-chips作品。国际技术已被公认为其潜在的新药取代动物实验和环境毒素和作为科学家模拟人类疾病的新方法。

建立器官芯片在过去,Wyss团队已经从一个器官结合多种类型的细胞在微流控芯片而稳步提供营养,消除浪费和应用机械力量的组织将面临在体内。但骨髓这么复杂,他们需要一个新的方法来模拟器官功能。

这种复杂性是因为与骨骨髓有不可分割的关系。骨髓坐落在小梁bone-a活灵活现的类型与多孔骨,蜂窝状内部。整个蜂窝,条件不同:一些地区暖,有些凉爽;有些是富氧,其他人oxygen-starved-and十几个细胞类型各有自己的首选地点。增加复杂性,骨髓细胞相互通信的分泌和遥感各种生物分子,本地告诉他们是否采取行动,生活,死亡,专业或繁殖。

而不是试图复制这样一个复杂的结构细胞的细胞,研究人员招募了老鼠。

“我们想,为什么不让大自然来帮助我们构建她已经知道如何构建,”凯瑟琳说脊柱,波士顿大学MD-PhD候选人,Wyss研究员,该论文的作者。

特别是脊柱和Yu-suke Torisawa, Wyss博士后研究员,挤干骨头粉成一个开放的环形模具一枚硬币大小的电池和植入皮肤下的模具上的动物。

8周后,手术切除的盘状骨形成的模具,用专门的猫扫描仪检查它。扫描显示的蜂窝样结构,看上去与自然骨小梁。

骨髓看起来真实的东西。当他们玷污了组织,在显微镜下检查,骨髓挤满了血液细胞,就像从一个活老鼠骨髓。当研究人员排序的骨髓细胞类型和统计它们的数量,组合不同类型的骨髓造血和免疫细胞是相同的,在鼠标大腿骨。

维持工程骨髓以外的一种有生命的动物,设计研究人员手术切除骨从老鼠,然后把它在一个微流控设备,不断提供营养和消除浪费模拟循环体内的组织将经历。

骨髓的设备保持足够健康的长达一个星期,通常情况下,测试一种新的药物的毒性和有效性。

药物检测的设备也通过了最初的测试功能。像骨髓从住老鼠,这个工程骨髓也容易受到辐射,但fda批准的药物保护辐照病人也保护芯片上的骨髓。

在未来,研究人员可能会增长人类骨髓免疫缺损老鼠。“这可能会发展成一个易于使用的screening-based给每位患者个性化的系统,”合著者詹姆斯·柯林斯说,核心教员Wyss和威廉·f·沃伦•波士顿大学特聘教授,他领导合成生物学的中心。

骨marrow-on-a-chip也可以产生血细胞,流通的人工循环系统提供一个网络其他organs-on-chips。防御局高级研究计划局也是目前提供基金Wyss 10器官芯片开发一个互联网络来研究复杂的人类生理学在身体之外。