Rozwój technologii wspiera badania nad zdrowiem jelit
Badania realizowane dzięki finansowanym ze środków Unii Europejskiej projektom EUROoC, SONGBIRD i ExpoBiome doprowadziły do osiągnięcia ważnych postępów w obszarze badań nad zdrowiem jelit. Naukowcy z Luksemburga i Szwecji opracowali metodę opartą na jelicie na układzie zbudowanym na podstawie systemu Human Microbial Crosstalk (HuMiX), która usprawnia monitorowanie bariery jelitowej. Innowacyjne rozwiązanie umożliwia nowe podejście do badania wpływu probiotyków, związków dietetycznych oraz leków na integralność bariery jelitowej. Jak czytamy w artykule naukowym opublikowanym na łamach czasopisma „Microsystems & Nanoengineering”, naukowcom z Uniwersytetu w Luksemburgu i szwedzkiego Uniwersytetu w Uppsali udało się połączyć wiele elastycznych elektrod w z jelitem na ukladzie HuMiX. Technologia jelita na układzie opiera się na mikroprzepływach i biologii komórek. Została opracowana w celu symulacji struktury, funkcji i mikrośrodowiska ludzkiego jelita. Co ważne, umożliwia badanie zdrowia jelit i badanie reakcji bariery jelitowej na różne czynniki bez problemów etycznych związanych z prowadzeniem badań z udziałem zwierząt. Dzięki innowacyjnemu rozwiązaniu, które nie posiada ograniczeń dotychczasowych technologii, zespół projektów wspieranych przez UE są w stanie obserwować powstawanie bariery jelitowej w czasie rzeczywistym, z niezrównaną rozdzielczością przestrzenną. Ich metoda umożliwia wykonywanie przestrzennych pomiarów w czasie rzeczywistym przy użyciu technik ustalania oporności elektrycznej błony, które pozwalają bezpośrednio ocenić integralność bariery jelitowej.
Nowatorska metoda produkcji
Naukowcy opracowali także nowy proces produkcji, który umożliwia nakładanie cienkowarstwowych elektrod wykonanych z metalu na elastyczne podłoża. Są one następnie łączone z platformą HuMiX, dzięki czemu powstaje konfiguracja umożliwiająca kompleksowe monitorowanie tworzenia, przerywania i przywracania bariery jelitowej oraz wyszczególnianie różnych sekcji obszaru hodowli komórkowej. Jak czytamy w artykule opublikowanym niedawno na łamach portalu EurekAlert!: „Strategiczne rozmieszczenie elektrod odpowiada złożonej konstrukcji platformy, zapewniając dokładne i niezawodne gromadzenie danych”. Autorzy dodają także, że: „Zastosowanie spektroskopii impedancyjnej wzbogaca te dane, umożliwiając pomiary na różnych częstotliwościach”. Zespół badawczy wykazał skuteczność systemu poprzez monitorowanie w czasie rzeczywistym tworzenia bariery przez nowotworową linię komórek nabłonkowych. Zapytani o znaczenie swoich osiągnięć badacze stwierdzają: „Nowa technologia znacząco zwiększa nasze możliwości monitorowania funkcji bariery jelitowej w czasie rzeczywistym, zapewniając lepszy wgląd w złożone interakcje między komórkami nabłonka jelitowego a mikroflorą jelitową. To ważny krok w kierunku realizacji spersonalizowanej medycyny i ukierunkowanych interwencji w przypadkach chorób związanych z jelitami”. Projekty EUROoC (Interdisciplinary training network for advancing Organ-on-a-chip technology in Europe) oraz SONGBIRD (SOphisticated 3D cell culture scaffolds for Next Generation Barrier-on-chip In vitro moDels) dobiegły końca w 2023 roku. Prace w ramach projektu ExpoBiome (Deciphering the impact of exposures from the gut microbiome-derived molecular complex in human health and disease) zakończą się w październiku 2025 roku. Więcej informacji: strona projektu EUROoC projekt SONGBIRD projekt ExpoBiome
Słowa kluczowe
EUROoC, SONGBIRD, ExpoBiome, jelita, Human Microbial Crosstalk, jelito na układzie, bariera jelitowa, elektroda, bariera jelita