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Gastrointestinal Tract on Chip - An automated microfluidics-based modular device for complete simulation of the processes of digestion and absorption of orally ingested bioactive compounds

Description du projet

Étudier l’écoulement des fluides dans un intestin sur puce

Nous considérons généralement le corps humain comme une construction «solide» composée de tissus et d’organes. Pourtant, les cellules qui composent toutes ces structures sont des espaces remplis de liquide, et elles sont entourées par d’autres espaces remplis de liquide. Plus de 50 % du corps humain est constitué d’eau. L’avènement des technologies microfluidiques a créé une opportunité unique d’étudier les écoulements et interactions de fluides sur des puces miniatures de microcanaux. Le projet GASTRIC, financé par l’UE, exploite cette capacité grâce à un dispositif microfluidique automatisé simulant l’ensemble du système gastro-intestinal. Le dispositif intégrera des cocultures de cellules humaines et de bactéries intestinales pour permettre aux scientifiques d’étudier le devenir de très petites quantités de composés bioactifs lorsqu’ils traversent un micro-intestin sur puce. Cette nouvelle plateforme d’essai à haut débit et à haute résolution accélérera les essais, réduira au minimum l’utilisation d’animaux et ouvrira la porte à une médecine personnalisée en utilisant les propres cellules des patients.

Objectif

People can only ingest food through the oral cavity, and oral administration remains the preferred route for the delivery of drugs or dietary supplements. However, orally ingested compounds must first survive digestion and then be absorbed at the small intestine to reach the systemic circulation. This proposal aims to develop and fabricate the first automated microfluidics-based device for complete simulation of the processes of digestion and intestinal absorption of orally ingested bioactive compounds. The innovation lies on the capacity to simulate the process in full and, on the introduction of integrated sensors for online, real-time monitoring of the pH, barrier integrity, intestinal permeation and cellular responses. In addition, the use of primary cells will allow to create disease models and patient-specific tissues for personalised medicine. Co-cultures with the gut microbiome will allow to assess the effect of the ingested compounds on commensal bacteria and of the latter in nutrient digestion. The work will be conducted at the International Iberian Nanotechnology Laboratory in Portugal, with two secondments projected at the University of Southampton for 4 months, and intersectorally at GlaxoSmithKline, in Stevenage, UK for 2 months. The device will offer the possibility to study minute sample amounts, with high resolution and with the potential for high-throughput analysis, which is key for its adoption by large pharmaceutical and food industries with high economic and social impact. The proposal aligns with the societal challenges 1 (Health, demographic change and wellbeing) and 2 (Food security) of the current Horizon 2020 work programme. The work is multidisciplinary and the combination of learning through research and a comprehensive training plan will strongly improve the applicant's researcher profile and career prospects.

Appel à propositions

H2020-WF-2018-2020

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Sous appel

H2020-WF-02-2019

Coordinateur

INTERNATIONAL IBERIAN NANOTECHNOLOGY LABORATORY
Contribution nette de l'UE
€ 159 815,04
Adresse
AVENIDA MESTRE JOSE VEIGA
4715-330 Braga
Portugal

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Région
Continente Norte Cávado
Type d’activité
Research Organisations
Liens
Coût total
€ 159 815,04