Trasformazione di modelli di tessuto barriera statico in sistemi microfisiologici dinamici
16 febbraio 2024
Questo protocollo descrive una piattaforma di coltura cellulare riconfigurabile basata su membrana che integra il formato a pozzetto aperto con capacità di flusso del fluido. Questa piattaforma è compatibile con i protocolli standard e consente transizioni reversibili tra le modalità di coltura a pozzetto aperto e microfluidica, soddisfacendo le esigenze dei laboratori di ingegneria e bioscienze.
Stiamo sviluppando sistemi microfisiologici modulari che imitano i tessuti barriera umani. Il nostro sistema è unico perché può essere riconfigurato da una cultura statica a pozzo aperto a un sistema a flusso migliorato. Questa flessibilità consente alla piattaforma di essere utilizzata sia nei laboratori di bioscienze che in quelli incentrati sull'ingegneria.
Presentiamo un protocollo per la creazione di una piattaforma a pozzetto aperto riconfigurabile con cultura potenziata dal flusso e imaging dello stile di vita. È compatibile con i protocolli convenzionali di bioscienza. Il nostro design riconfigurabile consente agli utenti di passare dalla modalità a pozzetto aperto a quella microfluidica durante un esperimento e consente all'utente di condurre ogni fase utilizzando un formato con cui si sente a proprio agio.
Panoramica
Questo protocollo descrive una piattaforma modulare per la coltura cellulare basata su membrane che integra il formato a pozzetti aperti con la capacità di flusso di fluidi. Questa piattaforma è compatibile con protocolli standard e consente transizioni reversibili tra modalità di coltura a pozzetti aperti e modalità microfluidiche, adattandosi alle esigenze sia dei laboratori di ingegneria che di quelli di bioscienze.
Componenti Chiave dello Studio
Area della Scienza
- Neuroscienze
- Biologia cellulare
- Bioingegneria
Contesto
- Sviluppo di sistemi microfisiologici modulari.
- Enfasi sulla riproduzione dei tessuti di barriera umani.
- Importanza della flessibilità nei sistemi di coltura.
- Compatibilità con protocolli convenzionali di bioscienze.
Scopo dello studio
- Creare una piattaforma modulare con pozzetti aperti.
- Potenziare la coltura con capacità di flusso.
- Facilitare l'acquisizione di immagini durante le fasi sperimentali.
Metodi Utilizzati
- Protocollo per la creazione di una piattaforma di coltura riorganizzabile.
- Integrazione di tecniche di coltura potenziate dal flusso.
- Utilizzo di modalità a pozzetti aperti e microfluidiche.
- Applicazione di protocolli standard di bioscienza.
Risultati principali
- Transizione riuscita tra modalità di coltura durante gli esperimenti.
- Potenziamento delle capacità di imaging con la nuova piattaforma.
- Compatibilità con le pratiche di laboratorio esistenti.
Conclusioni
- La piattaforma offre flessibilità ai ricercatori.
- Soddisfa le esigenze sia dei laboratori di ingegneria che di quelli di bioscienze.
- Potenziale per applicazioni più ampie nell'ingegneria dei tessuti.
Domande frequenti
Rilevanza Industriale del Progetto
Sistemi microfisiologici dinamici che consentono il passaggio reversibile tra modalità statiche e modalità potenziate da flusso rispondono a un'importante esigenza insoddisfatta nella modellizzazione dei tessuti di barriera per la scoperta di farmaci. Questa piattaforma riorganizzabile offre un'elevata affidabilità predittiva nelle fasi iniziali di screening, risultando compatibile sia con protocolli standard in pozzetti aperti sia con saggi avanzati basati sul flusso. La sua compatibilità con flussi di lavoro convenzionali favorisce un'adozione più ampia e un'integrazione nei percorsi di ricerca scoperta e traslazionale.
Applicazioni Strategiche nella Ricerca e Sviluppo in Biopharma
Scoperta Precoce e Convalida del Target
- Permette l'analisi della funzione dei tessuti di barriera in condizioni sia statiche che dinamiche.
- Consente la riduzione del rischio meccanicistico permettendo un'esposizione controllata a stress di taglio fisiologici.
- Semplifica la validazione funzionale del bersaglio in modelli di tessuto rilevanti per la malattia.
Sviluppo di screening e saggi
- Prepara monociti endoteliali validati per lo screening di composti sia in modalità pozzetti aperti che in condizioni di flusso.
- Garantisce riproducibilità e standardizzazione del saggio mantenendo la compatibilità con protocolli consolidati.
- Consente letture quantitative, come le variazioni dell'espressione genica in risposta al flusso.
Ricerca Translazionale e Preclinica
- Allinea i modelli di barriera in vitro a condizioni fisiologiche rilevanti per i tessuti umani.
- Supporta studi traslazionali sui biomarcatori consentendo una modulazione dinamica delle condizioni sperimentali.
- Garantisce continuità dalla fase iniziale di scoperta fino alla validazione preclinica nella ricerca sui tessuti di barriera.
Integrazione di Pipeline e Flusso di Lavoro
Questa piattaforma collega la fase iniziale della scoperta, lo sviluppo di saggi e la ricerca traslazionale, consentendo una modellizzazione flessibile dei tessuti di barriera in condizioni statiche e dinamiche.
- Biologia della scoperta: Facilita la verifica di ipotesi sull'integrità della barriera e sulla risposta cellulare allo stress di taglio.
- Screening: Supporta saggi quantitativi e riproducibili per la valutazione di composti in formati fisiologicamente rilevanti.
- Analisi: Permette la misurazione dell'espressione genica e dell'allineamento cellulare come parametri funzionali.
- Ricerca traslazionale: Collega i risultati ottenuti in vitro a modelli preclinici simulando ambienti tissutali dinamici.
- Riutilizzo aziendale: Offre un sistema modulare e riorganizzabile, adattabile a diverse linee di ricerca e sviluppo.
Impatto Operativo ed Aziendale
- Valore scientifico: Aumenta la fiducia predittiva e riduce l'ambiguità meccanicistica negli studi sui tessuti di barriera.
- Valore operativo: Migliora la standardizzazione, la riproducibilità e la scalabilità tra diversi gruppi di ricerca.
- Valore strategico: Migliora le decisioni di avanzamento o interruzione e l'efficienza del capitale grazie a dati solidi nelle fasi iniziali.
- Impatto sul portafoglio: Favorisce la priorizzazione e la progressione di programmi mirati alle barriere, adeguata al rischio.
Considerazioni sull'Implementazione
- Richiede competenze nella coltura cellulare e nell'assemblaggio di sistemi microfluidici.
- Necessita dell'accesso a strumentazioni di laboratorio standard e piattaforme di imaging.
- Richiede un allineamento tra i team sulla standardizzazione dei protocolli per garantire la riproducibilità.
- Adattabile a diversi tipi cellulari e modelli di tessuto mediante ottimizzazione del protocollo.
- Limitato dalla necessità di una riconfigurazione manuale tra le modalità statica e a flusso.
