Nowe osiągnięcia w zakresie urządzeń LOC pozwolą zmniejszyć liczbę badań prowadzonych na zwierzętach
Organy-na-chipie, produkowane przy użyciu metod wytwarzania mikrochipów, zawierają komory z komórkami zanurzonymi w płynie. Te ułożone w sposób imitujący fizjologię na poziomie tkanki i organu mikroprzepływowe komory mogą naśladować architektury mikrokomórkowe, granice tkanka-tkanka oraz mikrośrodowiska fizykochemiczne, dzięki czemu są o wiele lepsze niż konwencjonalne hodowle komórek. W ramach finansowanego ze środków UE projektu IN TIME przeanalizowano nowe strategie tworzenia dwu- i trójwymiarowych modeli żywych tkanek, w których czynniki wyzwalające różnicowanie i wzrost są dostarczane przez urządzenia mikroprzepływowe. Dodatkowo do monitorowania in-line zastosowano organiczne tranzystory elektrochemiczne (OECT, Organic ElectroChemical Transistors). Badacze opracowali kanał mikroprzepływowy do kontroli przepływu pożywki do hodowli komórek celem wywołania mechanicznych naprężeń ścinających w warstwie tkanki. Tranzystory będące w stałym kontakcie z komórkami monitorują zmiany rezystancji i kapacytancji bariery komórkowej w czasie rzeczywistym. Dzięki temu, że bariera komórkowa jest monitorowana przez tranzystory OECT, system mikroprzepływowy może dostarczać do komórek różne badane substancje chemiczne. Wyniki dowodzą, że urządzenie może pracować przez dłuższy czas i ma ogromny potencjał z zakresie testowania leków. Innym potwierdzającym słuszność przyjętej koncepcji urządzeniem opracowanym dla modelu 3D jest pułapka mikroprzepływowa umożliwiająca umieszczanie trójwymiarowych sferoidów komórkowych wewnątrz kanałów mikroprzepływowych i ocenę oporu elektrycznego sferoidów przy użyciu OECT. Pułapka nie wymaga żadnego systemu tłoczenia i ma minimalny wpływ na żywotność komórek. System organów-na-chipie stworzony podczas projektu IN TIME z pewnością znajdzie wiele zastosowań w badaniach toksykologicznych in vitro. W przyszłości technologię tę będzie można rozszerzyć o badanie zakażeń i odpowiedzi immunologicznych oraz ogólnych mechanizmów funkcjonowania organów. To olbrzymi krok w stronę zmniejszenia liczby badań na zwierzętach podczas badania leków i opracowywania kosmetyków.
Słowa kluczowe
Badania na zwierzętach, organy-na-chipie, czujniki in-line, toksykologia in vitro
