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Los investigadores demuestran la herramienta del laboratorio que simplifica simulaciones del intestino humano

Rice University y la universidad de Baylor de los investigadores del remedio han encontrado una manera de imitar condiciones en los intestinos, dándoles un modelo mecánico para el incremento en tiempo real de infecciones bacterianas.

En un nuevo estudio, demuestran una herramienta del laboratorio que simplifique simulaciones del intestino humano, haciéndolo más práctico para encontrar los tratamientos para las enfermedades como diarrea infecciosa.

Las personas llevadas por el bioengineer Jane Grande-Allen de la escuela de Brown del arroz de la ingeniería desarrollaron los magazines millifluidic transparentes de la perfusión (mPCs) que son fáciles de fabricar y de operar y compatible con análisis microscópico y bioquímico común.

Los magazines permiten que incluso los no-bioengineers realicen la clase de estudios hechos típicamente con una placa de Petri de 96 pozos, con la ventaja adicional del flujo flúido sobre las células epiteliales sembradas infectadas con las bacterias. Los magazines también tienen lumbreras de la microescala para la entrada y el rendimiento, teniendo en cuenta no sólo para el flujo flúido pero también muestrear del ambiente.

El estudio llevado por Grande-Allen, Isabel C. Cameron profesor de la bioingeniería, y autor importante y alumno Reid Wilson, actualmente residente del arroz del arroz y de Baylor M.D./Ph.D. en la universidad de la salud y de la ciencia de Oregon, aparece en los anales de la ingeniería biomédica.

El repliegue de la tripa humana complicada es un reto para los investigadores, dijo al co-autor Anthony Maresso, profesor adjunto de la virología y de la microbiología moleculares en Baylor. Los “dispositivos como éstos no son a menudo conviviales y práctico para los biólogos como mí mismo,” él dijo. “Éste fue diseñado para ser fácil de utilizar por los científicos con menos conocimientos técnicos de ingeniería. La esperanza es él bajará barreras entre los ingenieros y los investigadores médicos.”

Grande-Allen dijo que haciendo un sistema microfluidic que no se escapa puede ser técnico desafiador. “En este caso, necesitamos imitar el índice de líquido en el intestino que, comparado especialmente a la sangre, es realmente lento,” ella dijimos.

Los moldes de los dispositivos, sobre la talla de las placas bien del patrón 96, fueron creados con una impresora 3D y utilizados para formar los magazines sin obstrucción del polímero. Los mPCs fueron sembrados con los enteroids intestinales humanos (HIEs), las culturas que contienen los tipos mayores de la célula nativos al epitelio intestinal. Cuando el líquido que contenía las bacterias atravesadas, él formó un biofilm en las células, un fenómeno no visto en plataformas estáticas.

Los investigadores pueden evaluar fácilmente como de bien las bacterias se adhieren a e infectan las células, visualmente y muestreando a través de las lumbreras en cualquier extremo. Las placas estáticas permiten que las bacterias crezcan demasiado las células y los experimentos del límite a algunas horas, pero el lentos atraviesan mPCs permiten la observación extendida y resultados más realistas, Grande-Allen dijo.

La prueba del dispositivo llevó a los investigadores a encontrar las primeras pruebas directas que los fimbriae agregativos de la adhesión, accesorios pegajosos encontrados en la mayoría del Escherichia Coli enteroaggregative infeccioso (EAEC), son necesarios para que las bacterias formen un biofilm.

Nuestra intención era vaciar despacio las toxinas bacterianas para guardarlas de dañar las células. Eso permitió que más células sobrevivieran así que podríamos mirar el proceso de la infección. Nos sorprendieron totalmente ver que también cambió dramáticamente la naturaleza de la película que formó.”

Jane Grande-Allen, profesor, departamento de la bioingeniería, Rice University

Los dispositivos también mantienen culturas de HIE activas llenando el oxígeno y los alimentos en la cámara del mPC, teniendo en cuenta una mejor evaluación de acciones recíprocas realistas entre las células y los patógeno invasores, Grande-Allen dijo.

Ella dijo que los mPCs facilitarán la investigación sobre muchas tales acciones recíprocas. “Esto permitirá el examen sistemático de muchas diversas combinaciones, bueno y malo, y cómo el flujo cambia la dinámica de este ambiente,” ella dijo.

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