Un sistema microfisiológico de alto rendimiento sin bomba para imitar la innervación entérica del epitelio duodenal y...

Área de la Ciencia:

• Ingeniería biomédica
• Gastroenterología
• La neurociencia

Sus antecedentes:

• Las neuronas entéricas regulan la homeostasis del intestino delgado, pero su ausencia en la mayoría de los modelos in vitro limita la investigación.
• La desregulación de las neuronas entéricas está relacionada con enfermedades gastrointestinales y neurodegenerativas.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar un sistema microfisiológico 3D de alto rendimiento (MPS) que incorpore neuronas entéricas primarias y epitelio.
• Crear un modelo in vitro más biomimético y fisiológicamente relevante para el estudio del intestino.

Principales métodos:

• Se diseñó un dispositivo MPS 3D con doce unidades, que soporta monocapas epiteliales primarias que interactúan con las neuronas entéricas primarias encapsuladas.
• El flujo impulsado por la gravedad y un balanceador de laboratorio se utilizaron para inducir el estrés de cizallamiento biomimético y la entrega de nutrientes.
• Se realizaron ensayos de resistencia eléctrica transepitelial (TEER) y de permeabilidad para evaluar la integridad de la barrera.

Principales resultados:

• El sistema de co-cultivo con presencia del sistema nervioso entérico (ENS) aumentó significativamente la integridad de la barrera (1,25 veces mayor resistencia, 10% menor permeabilidad).
• La presencia de ENS condujo a una reducción significativa en el factor de crecimiento epidérmico (EGF) de 1,4 veces.
• La inervación alteró la expresión génica de las citoquinas y las vías WNT en las células epiteliales, lo que indica una respuesta más biomimética.

Conclusiones:

• El MPS 3D desarrollado con inervación entérica proporciona un modelo in vitro más relevante desde el punto de vista fisiológico para la investigación gastrointestinal.
• La inervación es crucial para establecer la función de barrera biomimética y las respuestas celulares en modelos intestinales.
• Este modelo avanza en el estudio de los trastornos gastrointestinales y las enfermedades neurodegenerativas.