Wyss研究所Organ-on-a-Chip中的人类疾病模型

他们使用这种“lung-on-a-chip”研究药物毒性和识别潜在的新疗法来防止这种威胁生命的条件。

这项研究提供了进一步的理论证明,人类“organs-on-chips”拥有巨大的潜力来取代传统的药物发现和开发方法。

“主要制药公司花费了大量的时间和大量的金钱在细胞培养和动物实验开发新药物,”唐纳德·因格贝尔说,医学博士Wyss研究所博士,创始主任和该研究的资深作者,“但这些方法往往无法预测这些代理的影响当他们达到人类。”

lung-on-a-chip设备,这只球队第一次描述了两年前,是一个晶莹剔透,柔性聚合物大小的记忆棒含有中空通道使用计算机芯片制造技术制作的。的两个通道由一个薄,灵活,多孔膜,两旁一边是人类肺细胞从气囊和暴露在空气中;人类毛细管血液细胞放置在另一边与介质流动的表面。真空应用于侧通道变形这tissue-tissue接口来重建人体肺组织的方式呼吸时身体扩张和收缩。

Wyss技术开发的Dongeun哈博士还拥有任命在波士顿儿童医院和哈佛医学院研究癌症化疗药物称为白介素2 lung-on-a-chip——简称- 2。2是肺水肿的主要有毒副作用,这是一种致命的疾病,肺会充满液体和血液凝块。

当2 lung-on-a-chip注入血液通道,流体泄露的跨膜和两个组织层,减少了空气的体积在其他渠道和影响氧运输——就像它在人类患者时的肺在等效剂量和在同一时间管理课程。血浆蛋白质也进入空气通道,形成血凝块的空气空间,像在人类- 2处理。

但一个结果之际,一个惊喜。

原来的物理行为呼吸大大提高的影响在肺水肿2——“临床医生和科学家从未怀疑,“因格贝尔说。当团队打开真空连接到芯片模拟呼吸,增加流体泄漏超过三倍处理临床相关的剂量- 2时,和Wyss团队证实,相同的反应发生在肺水肿的动物模型。这个结果可以表明,医生治疗患者呼吸机- 2应该减少空气的潮汐卷被推入肺,例如,为了减少这种药物的副作用。

最激动人心的未来药物测试Wyss团队的发现“人类肺水肿的这个芯片上的模型可以用来识别新的潜在治疗药物体外,“因格贝尔说。lung-on-a-chip肺水肿症状的疾病模型可以预防治疗组织一个新类的药物,瞬时受体电位草酸4 (TRPV4)通道阻滞剂,葛兰素史克(GSK)正在开发。由葛兰素史克公司团队在另一项研究发表在同一期科学翻译医学,TRPV4抑制减少肺水肿的有利影响是独立验证使用动物模型心脏衰竭引起的肺水肿。

“在两年多一点,我们已经从发布的初始设计lung-on-a-chip展示其潜在的复杂的人类疾病模型,我们认为提供的药物发现和开发可能会是什么样子在未来,“因格贝尔说。

跨学科工作小组,由因格贝尔,嗯还包括Wyss博士后研究员丹尼尔·莱斯利博士;本杰明·马修斯。儿科助理教授在血管生物学程序在波士顿儿童医院和哈佛医学院;Wyss研究所研究员雅各布·弗雷泽;塞缪尔·杰里科,波士顿儿童医院和哈佛医学院的研究员;Wyss高级职员科学家杰拉尔丁汉密尔顿博士;和高级科学研究员凯文Thorneloe博士和调查员m·艾伦McAlexander葛兰素史克。因格贝尔也是Judah Folkman血管生物学教授哈佛医学院和波士顿儿童医院,生物工程教授和哈佛大学工程与应用科学学院。

“Organs-on-a-chip代表新方法模型的结构、生物学、人体器官的功能,可以在复杂的工程肺呼吸动作。这种呼吸作用提供新的见解的关键肺水肿的病因,”詹姆斯·m·安德森博士说,医学博士博士,美国国立卫生研究院主任项目分工协调、规划和战略举措提供部分支持本研究通过共同基金的监管科学项目。“这些结果提供支持等更广泛的使用微系统研究疾病病理学和希望确定新的治疗目标。”