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I ricercatori dimostrano lo strumento del laboratorio che semplifica le simulazioni dell'intestino umano

La Rice University e l'istituto universitario di Baylor dei ricercatori della medicina hanno trovato un modo imitare i termini in intestini, danti loro un modello meccanico per la crescita in tempo reale delle infezioni batteriche.

In un nuovo studio, dimostrano uno strumento del laboratorio che semplifica le simulazioni dell'intestino umano, rendente lo più pratico per trovare i trattamenti per le malattie come diarrea contagiosa.

Il gruppo piombo dal bioengineer Jane Grande-Allen del banco marrone del riso di assistenza tecnica ha sviluppato i caricatore 35mm millifluidic trasparenti di aspersione (mPCs) che sono facili da da costruzione e funzionare e compatibile con l'analisi microscopica e biochimica comune.

I caricatore 35mm permettono che anche i non bioengineers eseguano il genere di studi fatti tipicamente con una capsula di Petri di 96 pozzi, con il vantaggio aggiunto di quantità di fluido sopra le celle epiteliali seminate infettate con i batteri. I caricatore 35mm egualmente hanno porte di microscala per input e output, tenendo conto non solo la quantità di fluido ma anche il campionamento dell'ambiente.

Lo studio piombo da Grande-Allen, dal Isabel C. Cameron professore della bioingegneria e autore principale e l'alunno Reid Wilson, corrente un residente del riso di Baylor e del riso M.D./Ph.D. all'università di salubrità e di scienza dell'Oregon, compare negli annali di assistenza tecnica biomedica.

La replica dell'intestino umano complicato è una sfida per i ricercatori, ha detto il co-author Anthony Maresso, un professore associato della virologia e della microbiologia molecolari a Baylor. “Le unità come questi non sono spesso facili da usare e pratico per i biologi come me stesso,„ ha detto. “Questo è stato destinato per essere di facile impiego dagli scienziati con il meno knowhow di assistenza tecnica. La speranza è abbasserà le barriere fra gli ingegneri ed i ricercatori medici.„

Grande-Allen ha detto che facendo un sistema microfluidic che non cola può essere tecnicamente provocatorio. “In questo caso, abbiamo dovuto imitare la tariffa di liquido in tutto l'intestino che, confrontata particolarmente a sangue, è realmente lento,„ lei abbiamo detto.

Le muffe delle unità, circa la dimensione delle lastre grosse buone di standard 96, sono state create con una stampante 3D e sono state usate per formare i chiari caricatore 35mm del polimero. I mPCs sono stati seminati con i enteroids intestinali umani (HIEs), culture che contengono i tipi principali delle cellule indigeni all'epitelio intestinale. Quando il liquido che contiene i batteri attraversati, ha formato un biofilm sulle celle, un fenomeno non veduto in piattaforme statiche.

I ricercatori possono valutare facilmente come i batteri aderiscono a ed infettano le celle, sia visivamente che campionando attraverso le porte su qualsiasi estremità. Le lastre grosse statiche permettono che i batteri invadano le celle e gli esperimenti di limite ad alcune ore, ma il lenti attraversano i mPCs permettono l'osservazione estesa e risultati più realistici, Grande-Allen ha detto.

Il collaudo dell'unità piombo i ricercatori trovare la prima prova diretta che i fimbriae aggregativi di aderenza, annessi appiccicosi trovati sulla maggior parte del Escherichia coli enteroaggregative contagioso (EAEC), sono necessari affinchè i batteri formassero un biofilm.

La nostra intenzione era di irrigare lentamente le tossine batteriche per tenerle dal danno delle celle. Quello ha permesso che più celle sopravvivessero a in modo da potremmo guardare il trattamento dell'infezione. Completamente siamo stati sorpresi vedere che egualmente ha cambiato drammaticamente la natura della pellicola che si è formata.„

Jane Grande-Allen, il professor, dipartimento di bioingegneria, Rice University

Le unità egualmente tengono le culture di HIE vive riempiendo l'ossigeno e sostanze nutrienti nella camera del mPC, tenendo conto la migliore valutazione delle interazioni realistiche fra le celle e gli agenti patogeni d'invasione, Grande-Allen ha detto.

Ha detto che i mPCs faciliteranno la ricerca su molte tali interazioni. “Questo permetterà l'esame sistematico di molte combinazioni differenti, buon e cattivo e come il flusso cambia la dinamica di questo ambiente,„ ha detto.

Source:
Journal reference:

Wilson, R. L., et al. (2021) A Millifluidic Perfusion Cassette for Studying the Pathogenesis of Enteric Infections Using Ex-Vivo Organoids. Annals of Biomedical Engineering. doi.org/10.1007/s10439-020-02705-8