Immunkompetentes Alveolen-on-Chip-Modell zur Untersuchung der Immunantworten der Alveolarschleimhaut

Wir entwickeln physiologisch relevante in vitro Modelle, um mechanistische Fragestellungen bei humanen Infektionen zu beantworten. Unser Fokus liegt auf der Immunantwort des Wirts. Wenn wir dieses Modell verwenden, um die komplexe Interaktion des Erregers mit dem Wirt zu analysieren, um molekulare und zelluläre Ziele für therapeutische Optionen bei menschlichen Infektionen zu identifizieren.

Die Arbeit an einem Chip-Modell wie dem Lung-on-Chip-Modell, das durch logische Komplexität mit spezifischen Forschungsbedürfnissen in Einklang gebracht wird und Einblicke in die Regulation der Mensch-Wirt-Reaktion bietet. Dieses System ahmt die zelluläre Zusammensetzung und 3D-Struktur in vivo nach und bietet so definiertere Bedingungen und einen hohen Durchsatz als die Tierversuche. Bei der Lung-on-Chip-Technologie besteht eine der größten Herausforderungen darin, die richtigen Zelltypen auszuwählen, die die komplexe Funktionalität der Lunge für die Ergebnisse von Infektionsstudien nachahmen.

Darüber hinaus ist es von entscheidender Bedeutung, den Zeitrahmen des Experiments über traditionelle In-vitro-Modelle hinaus zu erweitern. Durch die billige Fähigkeit, die Lebensfähigkeit der Zellen mit kontinuierlichem Nährstofffluss für eine längere Beobachtung aufrechtzuerhalten, ist das Experiment ebenfalls notwendig. Wir haben das mikrofluidische Basismodell der menschlichen Alveolen als effektives Werkzeug zur Nachahmung der menschlichen Alveolenumgebung entwickelt.

Dies wurde durch die Anwendung von Perfusion erreicht, um den Blutfluss nachzuahmen, und auch durch eine mechanische Stimulation der Endothelzellen. Und auch die Integration der Luft-Flüssigkeits-Grenzfläche für die Epithelzellen, indem sie der Luft ausgesetzt werden. Der nächste Schritt besteht darin, dieses Modell auf eine fortschrittlichere Plattform auszuweiten, wie z. B. das auf induzierten pluripotenten Stammzellen basierende Modell.

Auf diese Weise wollen wir die personalisierte Medizin näher an die Anwendung bringen, insbesondere im Rahmen der antiviralen Wirkstoffprüfung und als Werkzeug für die biomedizinische Forschung und pharmazeutische Entwicklung.