使用organ-on-a-chip平台,研究人员设计出潜在的策略来治疗严重COVID-19并发症

使用他们的小说organ-on-a-chip平台,一个研究小组从多伦多大学的应用科学与工程学院已经确定了潜在的分子对抗COVID-19感染最严重的并发症之一。

的分子,一种新的抗炎肽称为QHREDGS,并不直接作用于病毒。相反,它可以防止一个潜在的威胁生命的免疫反应被称为细胞因子风暴。

已知细胞因子风暴发生在一些COVID-19患者,以及其他疾病。他们总是发生在身体释放大量的信号称为血液中细胞因子的蛋白质。太多的细胞因子将免疫系统推向极致,可以导致血管并发症,多器官衰竭甚至死亡。的最大挑战之一,为临床医师COVID-19大流行期间一直理解为什么有些人被SARS-CoV-2病毒感染细胞因子风暴的经验,而其他则不然。

大学工程研究中心的研究人员和应用程序在射流技术(工艺),共同教授Milica Radisic研究所的生物医学工程和化学工程与应用化学,利用他们的专业知识在organ-on-a-chip技术来研究这个问题。

“人类细胞organ-on-a-chip系统有一个独特的优势使我们能够分析复杂流程的简化系统和战略上引入各种免疫细胞类型更好地理解事件的级联,“Radisic说。

Radisic和她的团队的专家越来越多的人体功能之外的心脏组织。这些实验室培养的组织允许研究人员模型疾病和了解心脏组织中的基因突变可引起心脏失败。

“流感大流行期间,我们使用我们的心脏组织平台了解SARS-CoV-2病毒可引起血管功能障碍陆说:“瑞克,一个博士生。

在最近的一篇论文发表在杂志上芯片上的实验室,陆先生和他的合著者展示了他们如何进行这项研究使用一个特定的模型组织平台被称为综合评估动态事件的脉管系统(入侵)。

使用入侵平台,他们感染microfabricated perfusable血液vessel-on-a-chip SARS-CoV-2了解病毒触发炎症和血管功能障碍。

他们还放映五个化合物具有抗炎特性,已被临床医生之前测试,看看其中的任何一个承诺在预防细胞激素风暴。

QHREDGS肽,以前发现提高心肌细胞的新陈代谢,提高内皮细胞存活率。在这项研究中,陆发现它增强血管功能和修复SARS-CoV-2的有害影响。例如,血管结构的功能称为内皮屏障与内皮细胞相比提高62%没有肽,并分泌一些细胞因子风暴between1,000分子已经被减少到10000倍。

“血管功能障碍可以让SARS-CoV-2走进一个人的器官,如心脏、肝脏和小肠,”陆说。“通过改善血管功能,减少体内炎症,我们希望避免的器官衰竭出现COVID-19病人。”

入侵平台被用于许多其他调查Radisic的实验室,包括一个研究,探讨了为什么癌症是很少发现在心脏。鲁和他的同事们也使用vasculature-on-a-chip系统更好地理解引起的心肌炎COVID-19患者,以及一些人已经接种了疫苗。

与临床医生和研究人员合作的团队是目前在多伦多找到独特的生物分子标记与心肌炎有关。

“我们目前使用的一些先天免疫系统即外周血单核细胞(PBMC)和neutrophils-to看到这些免疫细胞可以与心脏组织相声理解它们是如何影响心脏组织功能,”陆说。

不仅“我们很兴奋因为我们能够识别的分子途径与心肌炎有关,但我们也希望找到潜在治疗逆转这种炎症的心。”

Radisic希望这种类型的organ-on-a-chip系统将使研究人员能够预测和更好的应对未来的公共卫生事件。

“除了消除动物研究和保持参与临床研究安全,(系统的)小范围也使我们有效的试剂使用,以及安全通过最小化所需的病毒进行实验,”她说。

“这技术可以快速、有效地研究新兴病原体及其潜在的感染和影响各种人体器官的功能。”