图片:Wood Lab的高通量3D培养流程可以封装患者来源的细胞并研究其纤维化功能。
特发性肺纤维化(IpF)是一种致命的、进展迅速且无法治愈的疾病。
这种疾病涉及肺细胞(包括成纤维细胞)与周围环境之间的异常相互作用。正因为如此，用于药物筛选的标准2D细胞培养模型在预测潜在疗法的反应时往往表现不佳。
在2019冠状病毒病(COVID-19)大流行和空气污染水平不断上升的情况下，IpF的发病率预计将上升，这迫切增加了对强大模式系统的需求。
在AIp出版公司的《ApL生物工程》中，来自明尼苏达大学双子城分校和明尼苏达州罗切斯特市梅奥诊所的研究人员描述了一个3D细胞培养平台，可以研究肺成纤维细胞及其微环境。该平台能够测量IpF疾病进展中涉及的细胞行为和微环境变化，平台的大小和简单性使其适合用于高通量药物筛选协议。
“IpF是一种可怕的疾病，严重影响患者的生活，最终导致他们死于缺氧，”合著者凯瑟琳·卡明斯说。“拥有创造和控制细胞所在微环境的实验室工具和模型真的很重要，因为这可能是临床前识别可能的治疗方法的关键。”
不同于不能模拟进展性疾病的啮齿动物IpF模型和缺乏周围微环境的其他细胞培养系统，它们的微组织平台允许在细胞外基质(ECM)内研究成纤维细胞。ECM的变化是IpF的一个特点，因此该系统允许更多相关的功能输出。此外，它的简单性和可调性使其易于使用。
“许多类器官和芯片实验室平台可能很难使用，”合著者David Wood说。“令人兴奋的是，这个系统非常容易使用。我们已经把它传播给了另外两个完全独立于我们使用它的实验室。”
系统功能的验证主要集中在ECM重塑(即细胞驱动的微环境变化)和细胞收缩性，这在激活的、患病的成纤维细胞中增加。
对这两种功能的多项测试表明，该系统可以有力地量化纤维化的关键方面。这些结果也在患者捐献的细胞中得到了重现，这表明该系统可以用于个性化医疗。
此外，该系统的多功能性允许它与不同类型的细胞和其他基质成分一起使用，因此它可以用于研究细胞微环境相互作用导致疾病的其他疾病。研究小组已经使用该系统来研究肝脏毒性，并预计它可以用于多个实体器官系统，包括癌症进展和转移的研究。
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