Araştırmacılar, insan eklemini taklit eden, çip üzerinde 3 boyutlu bir organ geliştirdiler.Bu keşif, araştırmacıların eklem hastalıklarının patolojisini daha iyi anlamalarına yardımcı olacak ve artrit için yeni tedavilerin geliştirilmesine ve test edilmesine yardımcı olacak.
Romatoid artrit ve osteoartrit gibi artritik eklem hastalıkları, eklem boşluklarını kaplayan ve eklemi yağlayan, hareket halindeyken aşınmayı önleyen viskoz sıvı üreten sinovyumun iltihaplanmasıyla karakterize edilir.
Zayıflatıcı durumla ilişkili ağrı ve şişliği tedavi etmekten başka çare yok. Sinovyum hedefli tedaviler, artritik eklem hastalığının tedavisi için büyük potansiyele sahiptir ancak karmaşık insan fizyolojisini doğru şekilde kopyalayan bir model gerektirir.
Şimdi, Londra Queen Mary Üniversitesi’ndeki araştırmacılar, insan sinovyal hücrelerini ve kan damarı hücrelerini içeren, çip üzerinde 3 boyutlu bir organ yarattılar.
Ekip, kültürü ve deney koşullarını optimize etmek için önce bir dizi 2 boyutlu hücre kültürü deney yaptı ve daha sonra çip üzerinde organ modeline uygulandı.
Model, fonksiyonel vasküler ağlara dönüşebilen birincil insan fibroblast benzeri sinoviyositleri (hFLS), özel sinovyal hücreleri ve insan göbek damarı endotel hücrelerini (HUVEC’ler) içeriyordu.
Araştırmacılar, hFLS’nin, doğal insan sinovyumunun intima veya astar tabakasının davranış karakteristiğini sergilediğini gözlemledi.
İnsanlarda sinovyum oldukça vaskülarizedir ve kılcal damarlar genellikle intimanın hemen altında bulunur. hFLS ayrıca sinovyal sıvının ana bileşenlerini de salgıladı ve inflamasyona ve mekanik esneme testine yanıt verdi.
Araştırmacılar, bulgularının, çip üzerinde sinovyumun hastalık mekanizmalarını daha iyi anlama ve sinovyum ve ilgili dokuların kişiselleştirilmiş çip üzerinde organ modelleri de dahil olmak üzere artritik hastalıklar için yeni tedavileri tanımlama ve test etme potansiyeline sahip olduğunu belirtti.
Model, cihaz tasarımı ve üretimi konusunda uzmanlık bilgisi gerektirmeyen, ticari olarak temin edilebilen bir platform kullanılarak geliştirildi ve bu da onu yaygın kullanıma uygun hale getiriyor.
Human vascularised synovium-on-a-chip: a mechanically stimulated, microfluidic model to investigate synovial inflammation and monocyte recruitment
Healthy synovium is critical for joint homeostasis. Synovial inflammation (synovitis) is implicated in the onset, progression and symptomatic presentation of arthritic joint diseases such as rheumatoid arthritis and osteoarthritis.
Thus, the synovium is a promising target for the development of novel, disease-modifying therapeutics. However, target exploration is hampered by a lack of good pre-clinical models that accurately replicate human physiology and that are developed in a way that allows for widespread uptake. The current study presents a multi-channel, microfluidic, organ-on-a-chip (OOAC) model, comprising a 3D configuration of the human synovium and its associated vasculature, with biomechanical and inflammatory stimulation, built upon a commercially available OOAC platform. Healthy human fibroblast-like synoviocytes (hFLS) were co-cultured with human umbilical vein endothelial cells (HUVECs) with appropriate matrix proteins, separated by a flexible, porous membrane.
