无忧生活网患者筛查和冲破性疗法的前进使囊性纤维化(CF)患者此刻可以活到30多岁或40多岁中后期，有时乃至更长。但是，即便约90%的得了最多见CFTR突变(称为ΔF508)的患者(取决于年夜陆)可使用现有药物进行医治，但依然遭到黏液中细菌的困扰，从而致使肺部炎症。传染和炎症的频频爆发，和传染之间的慢性低度炎症，会逐步减弱患者的气道并留下疤痕，终究致使他们的呼吸系统衰竭。对剩下约10%的得了各类其他CFTR突变的患者，今朝还没有针对性的医治方式。
此刻，哈佛年夜学维斯生物工程研究所的一个多学科研究小组开辟了一种微流控器官芯片装备，其年夜小如USB记忆棒，与迄今为止的其他体外系统比拟，它可以或许更精确地重现CF患者的关头病理特点。该模子复制了CF疾病多个特点的特异性转变，包罗气道黏液层、输送黏液的纤毛的跳动、病原体发展、炎症份子和白细胞的召募，为该疾病供给了周全的临床前人体模子。来研究新的CF疗法。这项新研究的成果比来颁发在《囊性纤维化杂志》上，题为“在人类肺气道芯片上摹拟肺囊性纤维化。”
“此刻我们可以或许在人类气道芯片中精确地摹拟CF病理学，包罗微生物组和炎症反映，我们有法子应对对CF患者主要的挑战，”高级研究作者、医学博士、博士、开创人DonaldIngber诠释道。维斯研究所所长。“这类进步前辈的体外模子的绑缚功能可以帮忙加快寻觅可以按捺患者过度免疫反映的药物，用更个性化的疗法医治他们，并帮忙解决CF患者天天面对的现有药物没法解决的题目。医治。”
为了摹拟和比力血管化CF气道的微不雅布局和功能，作者在空气下微流体装配的两个平交运行的中空通道之一中培育了从人类CF患者或健康个别取得的肺气道细胞，重现了肺部的空气输送情况。在经由过程多孔膜与第一个通道离隔的第二个通道中，他们用灌注了血液替换介质的人肺微血管细胞重建了人体血管。
“第一个CF气道的微心理学模子与我们从CF患者气道中领会到的环境很是类似。它连结了所有相干细胞类型的典型构成，构成了更厚的黏液层，而且与用健康个别的气道细胞建立的气道芯片比拟，其纤毛细胞表示出更高密度的纤毛，其跳动频率更高，”配合第一作者说和Ingber团队的前博士后RatnakarPotla博士。“主要的是，这些病理转变陪伴着CF模子支气管上皮炎症反映的加强，这与在CF患者中不雅察到的环境很是类似。”Potla此刻是基因泰克-罗氏公司复杂体外系统的高级科学家。
在培育气道芯片两周后，研究职员丈量了从气道芯片血管通道流出的促炎因子和抗炎因子的程度，这些因子已知介入CF患者肺部的炎症反映。除其他转变外，与对比气道芯片比拟，CF芯片中促炎细胞因子IL-8的程度有所增添。有趣的是，IL-8因其吸引白细胞(中性粒细胞)的能力而著名，这类白细胞也会致使CF患者肺部炎症。
当研究职员现实让人类中性粒细胞流过CF气道芯片的血管通道时，他们不雅察到更多的免疫细胞自觉地粘附在血管细胞概况，经由过程血管细胞层和多孔膜挤压本身，并在血管细胞中堆集。气道的气道上皮细胞层——归纳综合了一个称为“”的进程。
可是，摹拟CF的气道组织不但刺激了免疫细胞的召募，并且还撑持了铜绿假单胞菌的发展，这类细菌存在于正常肺部的微生物组中，但可能会发展掉控并致使人类CF中的肺部传染患者。将荧光标识表记标帜的铜绿假单胞菌引入用CF患者的支气管上皮细胞建造的芯片的气道通道24小时后，研究小组在CF特异性黏液中检测到的病原体数目比健康气道芯片中的黏液要高。。成果，促炎细胞因子的程度进一步升高，从而复制了CF患者中看到的传染-炎症轮回。
下一步，该团队将经由过程天生从统一患者取得支气管上皮、血管内皮和免疫细胞的版本，进一步个性化他们的CF肺气道芯片。“在这项概念验证研究中，我们仅利用来自携带频仍ΔF508CFTR突变的患者的CF特异性支气管气道细胞。但分歧的CFTR突变也可能影响内皮细胞和免疫细胞的功能，而且其结果也分歧。”配合第一作者、意年夜利基耶蒂-佩斯卡拉年夜学客座传授RobertoPlebani博士总结道。“经由过程利用来自具有分歧突变的患者的细胞开辟一组患者特异性气道芯片，并经由过程直接丈量芯片上分歧受损的CFTR离子通道的活性、药物反映、
