建立炎症性肠病的3D多层体外模型
Bárbara Ferreira1, Cecília Ferreira2, Cláudia Martins3
1i3S - Instituto de Investigação e Inovação em Saúde, Universidade do Porto, Rua Alfredo Allen 208, 4200-135 Porto, Portugal; INEB - Instituto de Engenharia Biomédica, Universidade do Porto, Rua Alfredo Allen 208, 4200-135 Porto, Portugal; ICBAS - Instituto de Ciências Biomédicas Abel Salazar, Universidade do Porto, Rua de Jorge Viterbo Ferreira 228, 4050-313 Porto, Portugal.
一个新的3D模型模仿了炎症性肠病 (IBD) 肠道微环境与免疫细胞和炎症. 这种先进的模型有助于测试克罗恩病和性结肠炎的新疗法,减少动物试验.
科学领域:
- 胃肠病学 胃肠病学
- 生物医学工程 生物医学工程
- 免疫学 免疫学 免疫学
背景情况:
- 炎症性肠病 (IBD),包括克罗恩氏病和性结肠炎,由于缺乏确定的治疗方法,因此存在重大挑战.
- 当前的体外模型往往无法准确地复制复杂的IBD微环境,阻碍了有效疗法的开发.
- 需要先进的,生物相关的模型来准确评估IBD的新型治疗策略.
研究的目的:
- 开发一种新的三维 (3D) in vitro模型,准确地复制IBD微环境的炎症状况.
- 创建一个具有功能性免疫反应的多层胃肠组织模型,以增强治疗验证.
- 建立一个更具预测性的平台来评估新兴IBD治疗的疗效和透性.
主要方法:
- 设计了一个3D多层胃肠组织模型,使用原酸水凝支持肠道纤维细胞,上皮细胞 (Caco-2,HT29-MTX) 和内皮层.
- 在模型中将预先分化的THP-1巨体纳入上皮屏障,以实现免疫能力.
- 使用优化脂多糖 (LPS) 和关键细胞因子 (TNF-α,IFN-γ,IL-1β) 的尾酒诱导炎症.
主要成果:
- 优化的水凝矩阵成功维持了人类肠道纤维细胞 (HIF) 的代谢活动和形态.
- 诱导炎症导致关键的促炎细胞因子 (CCL20,IL-6,CXCL9,CXCL10) 的显着上调,这是IBD的特征.
- 该模型在模拟的炎症条件下展示了功能性免疫反应.
结论:
- 开发的3D体外模型提供了IBD微环境的高度准确的表示.
- 这种模型可以通过提供可靠的疗效和透性数据,显著加速IBD治疗药物开发管道.
- 该平台为研究IBD病理生理学和复杂的细胞相互作用动态提供了有价值的工具,可能减少对动物模型的依赖.
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