在2型糖尿病中,基于COVID-19的差异性炎症反应的建模机制,使用患者衍生的微生理学器官芯片系统

科学领域:

• 生物医学工程 生物医学工程
• 传染病建模 传染病建模
• 芯片上的器官技术

背景情况:

• 随着COVID-19大流行,全球死亡率大幅上升,2型糖尿病 (T2D) 成为严重结局的主要风险因素.
• 现有的体外和动物模型在准确复制人类疾病病理生理学方面存在局限性.
• 人体器官芯片系统为体内疾病建模和治疗测试提供了一个有前途的平台.

研究的目的:

• 开发和验证肝芯片 (LAMPS) 模型,研究COVID-19和T2D的协同效应.
• 为了研究巨细胞和肝脏侧侧内皮细胞在超炎性反应中的作用.
• 使用LAMPS模型评估托西利祖马布在缓解T2D相关的COVID-19炎症方面的疗效.

主要方法:

• 来自患者的T2D或非糖尿病巨细胞和人肝突内皮细胞与肝细胞和星状细胞在肝细胞微生理系统 (LAMPS) 中共同培养.
• LAMPS被灌注了模仿非糖尿病或T2D代谢状态的介质.
• 在巨细胞和内皮细胞中诱导了SARS-CoV-2尖端蛋白表达;测量了细胞因子的释放,并测试了托西利祖马布.

主要成果:

• 与非糖尿病LAMPS相比,T2D-LAMPS中的尖端蛋白质表达显著放大了促炎性细胞因子释放 (IL6,CCL3,IL1β,IL2,TNFα),模仿T2D COVID-19患者的细胞因子风暴综合征.
• 托西利祖马布治疗在T2D-COVID-19-LAMPS中降低了促炎性细胞因子分泌,但在非糖尿病的COVID-19-LAMPS中没有显著影响.
• 这些发现强调了巨细胞和内皮细胞在T2D-COVID-19超炎症反应中的协同作用.

结论:

• T2D-COVID-19-LAMPS是一个强大的平台,用于在T2D患者中模拟人体体内体内的COVID-19病理生理学.
• 巨细胞和内皮细胞在COVID-19的T2D患者观察到的恶化的炎症反应中表现出协同作用.
• 该模型为tocilizumab在严重COVID-19病例中的疗效提供了证据,与临床试验结果保持一致,并作为治疗查的宝贵工具.