Transformación de modelos tisulares de barrera estática en sistemas microfisiológicos dinámicos
16 de febrero de 2024
Este protocolo describe una plataforma de cultivo celular basada en membranas reconfigurable que integra el formato de pozo abierto con capacidades de flujo de fluidos. Esta plataforma es compatible con los protocolos estándar y permite transiciones reversibles entre los modos de cultivo microfluídico y de pozo abierto, adaptándose a las necesidades de los laboratorios de ingeniería y biociencias.
Estamos desarrollando sistemas microfisiológicos modulares que imitan los tejidos de barrera humanos. Nuestro sistema es único porque se puede reconfigurar de un cultivo estático de pozo abierto a un sistema de flujo mejorado. Esta flexibilidad permite que la plataforma se utilice tanto en laboratorios centrados en la biociencia como en la ingeniería.
Presentamos un protocolo para crear una plataforma de pozo abierto reconfigurable con imágenes de cultura y estilo de vida mejoradas por el flujo. Es compatible con los protocolos convencionales de biociencias. Nuestro diseño reconfigurable permite a los usuarios cambiar entre los modos de pozo abierto y microfluídico durante un experimento, y permite al usuario realizar cada paso utilizando un formato con el que se sienta cómodo.
Descripción general
Este protocolo describe una plataforma reconfigurable de cultivo celular basada en membranas que integra el formato de pocillo abierto con capacidades de flujo de fluidos. Esta plataforma es compatible con protocolos estándar y permite transiciones reversibles entre modos de cultivo de pocillo abierto y de microfluídica, adaptándose a las necesidades de laboratorios de ingeniería y de ciencias biológicas.
Componentes Clave del Estudio
Área de la ciencia
- Neurociencia
- Biología celular
- Bioingeniería
Antecedentes
- Desarrollo de sistemas microfisiológicos modulares.
- Enfoque en la simulación de tejidos de barrera humanos.
- Importancia de la flexibilidad en los sistemas de cultivo.
- Compatibilidad con protocolos convencionales de ciencias de la vida.
Objetivo del estudio
- Crear una plataforma de pocillos abiertos reconfigurable.
- Mejorar el cultivo con capacidades de flujo.
- Facilitar la obtención de imágenes del estilo de vida durante los experimentos.
Métodos Utilizados
- Protocolo para crear una plataforma de cultivo reconfigurable.
- Integración de técnicas de cultivo mejoradas por flujo.
- Uso de modos de pozo abierto y microfluídico.
- Aplicación de protocolos estándar de biosciencia.
Resultados principales
- Transición exitosa entre modos de cultivo durante los experimentos.
- Capacidades de imagen mejoradas con la nueva plataforma.
- Compatibilidad con las prácticas de laboratorio existentes.
Conclusiones
- La plataforma ofrece flexibilidad para los investigadores.
- Satisface las necesidades de laboratorios de ingeniería y de ciencias de la vida.
- Potencial para aplicaciones más amplias en ingeniería de tejidos.
Preguntas frecuentes
Relevancia Ejecutiva para la Industria
Los sistemas microfisiológicos dinámicos que permiten el cambio reversible entre modos estáticos y modos potenciados por flujo abordan una brecha crítica en la modelización de tejidos de barrera para el descubrimiento de fármacos. Esta plataforma reconfigurable respalda la confianza predictiva en las fases iniciales de cribado al alinearse tanto con protocolos estándar de pocillos abiertos como con ensayos avanzados basados en flujo. Su compatibilidad con flujos de trabajo convencionales facilita una adopción más amplia y la integración en las líneas de investigación de descubrimiento y traslacional.
Aplicaciones Estratégicas en I+D de Biotecnología Farmacéutica
Descubrimiento Temprano y Validación de Blancos
- Permite investigar la función del tejido de barrera en condiciones estáticas y dinámicas.
- Posibilita la reducción mecanicista de riesgos mediante la exposición controlada a tensiones cortantes fisiológicas.
- Facilita la validación funcional de dianas en modelos de tejidos relevantes para la enfermedad.
Desarrollo de Pruebas y Cribado
- Prepara monocapas endoteliales validadas para el cribado de compuestos tanto en modo de pozo abierto como en modo de flujo.
- Asegura la reproducibilidad y estandarización del ensayo al mantener compatibilidad con protocolos establecidos.
- Permite lecturas cuantitativas, como los cambios en la expresión génica en respuesta al flujo.
Investigación Traductiva y Preclínica
- Alinea modelos de barrera in vitro con condiciones fisiológicas relevantes para tejidos humanos.
- Apoya estudios traslacionales de biomarcadores al permitir la modulación dinámica de las condiciones experimentales.
- Proporciona continuidad desde el descubrimiento inicial hasta la validación preclínica en la investigación de tejidos de barrera.
Integración de la Línea de Producción y Flujo de Trabajo
Esta plataforma conecta el descubrimiento inicial, el desarrollo de ensayos y la investigación traslacional al permitir la modelización flexible de tejidos de barrera bajo condiciones estáticas y de flujo.
- Biología del Descubrimiento: Facilita la comprobación de hipótesis sobre la integridad de barreras y la respuesta celular al estrés cortante.
- Selección: Permite ensayos cuantitativos y reproducibles para la evaluación de compuestos en formatos fisiológicamente relevantes.
- Análisis: Permite la medición de la expresión génica y la alineación celular como indicadores funcionales.
- Investigación Traducional: Conecta hallazgos in vitro con modelos preclínicos mediante la simulación de entornos tisulares dinámicos.
- Reutilización Empresarial: Ofrece un sistema modular y reconfigurable adaptable a diversas líneas de trabajo de I+D.
Impacto Operativo y Empresarial
- Valor científico: Aumenta la confianza predictiva y reduce la ambigüedad mecanicista en los estudios de tejidos de barrera.
- Valor operativo: Mejora la estandarización, la reproducibilidad y la escalabilidad entre equipos de investigación.
- Valor estratégico: Mejora la toma de decisiones de avance o interrupción y la eficiencia del capital al permitir datos sólidos en etapas tempranas.
- Impacto en la cartera: Facilita la priorización y el avance ajustados al riesgo de programas dirigidos a barreras.
Consideraciones de Implementación
- Requiere experiencia en cultivo celular y ensamblaje de sistemas microfluídicos.
- Necesita acceso a instrumentación de laboratorio estándar y plataformas de imagen.
- Exige alineación entre equipos en la estandarización de protocolos para lograr reproducibilidad.
- Adaptable a diversos tipos celulares y modelos de tejidos mediante optimización del protocolo.
- Limitado por la necesidad de reconfiguración manual entre los modos estático y de flujo.
