Opprettelse av et kneledd på en brikke for modellering av leddsykdommer og testing av medisiner

Den høye forekomsten av invalidiserende leddsykdommer som slitasjegikt (OA) utgjør en høy sosioøkonomisk belastning. For tiden er de tilgjengelige legemidlene som retter seg mot leddforstyrrelser for det meste palliative. Det udekkede behovet for effektive sykdomsmodifiserende OA-legemidler (DMOAD) har først og fremst vært forårsaket av fravær av egnede modeller for å studere sykdomsmekanismer og teste potensielle DMOADer. Her beskriver vi etableringen av et miniatyr synovialt leddlignende mikrofysiologisk system (miniJoint) som består av fett-, fibrøse og osteokondrale vevskomponenter avledet fra humane mesenkymale stamceller (MSC). For å oppnå de tredimensjonale (3D) mikrovevene ble MSC innkapslet i fotokryssbindbar metakryrylert gelatin før eller etter differensiering. De cellebelastede vevskonstruksjonene ble deretter integrert i en 3D-printet bioreaktor, som danner miniJoint. Separate strømmer av osteogene, fibrogene og adipogene medier ble introdusert for å opprettholde de respektive vevsfenotypene. En vanlig delt strøm ble perfusert gjennom brusk, synovial og fettvev for å muliggjøre vevskrysstale. Dette strømningsmønsteret tillater induksjon av forstyrrelser i en eller flere av vevskomponentene for mekanistiske studier. Videre kan potensielle DMOADer testes via enten "systemisk administrasjon" gjennom alle mediumstrømmene eller "intraartikulær administrasjon" ved å legge legemidlene til bare den delte "synovialvæsken" -simulerende strømning. Dermed kan miniJoint fungere som en allsidig in vitro-plattform for effektiv studier av sykdomsmekanismer og testing av legemidler i persontilpasset medisin.