由耶拿研究人員開發(fā)的基于芯片的感染模型能夠在顯微鏡下實(shí)時(shí)觀察由侵襲性真菌感染曲霉病引起的肺組織損傷。該團(tuán)隊(duì)開發(fā)了算法來跟蹤真菌菌絲的傳播以及免疫細(xì)胞的反應(yīng)。該開發(fā)基于同樣在耶拿開發(fā)的“片上肺”模型，可以幫助減少動(dòng)物實(shí)驗(yàn)的數(shù)量。結(jié)果發(fā)表在《生物材料》雜志上。
曲霉病是由煙曲霉引起的霉菌感染，通常會(huì)影響肺部。這種疾病可能是致命的，尤其是在免疫功能低下的個(gè)體中。在這些情況下，侵襲性曲霉病通常伴隨真菌菌絲侵入血管而發(fā)生。到目前為止，只有少數(shù)活性物質(zhì)可以對(duì)抗這種真菌感染。“這就是為什么能夠在模型中代表這種侵入性生長對(duì)我們來說如此重要的原因，”共同領(lǐng)導(dǎo)這項(xiàng)研究的 Marie von Lilienfeld-Toal 說。內(nèi)科醫(yī)生是耶拿大學(xué)醫(yī)院內(nèi)科 II 系的教授，并在 Leibniz-HKI 進(jìn)行研究。
新的曲霉病感染模型應(yīng)該有助于更好地觀察真菌的生長和免疫系統(tǒng)的反應(yīng)，并找到可能的治療新方法。此外，還可以測試新的活性物質(zhì)。耶拿提供這方面的專業(yè)知識(shí)：大學(xué)醫(yī)院長期以來一直在開發(fā)器官芯片。制造研究中使用的肺芯片的初創(chuàng)公司 Dynamic42 就在那里成立。第一作者 Mai Hoang 在完成博士學(xué)位后也加入了公司。
從器官模型到感染模型
研究負(fù)責(zé)人 Marc Thilo Figge 說：“借助芯片，我們可以在顯微鏡下實(shí)時(shí)觀察和量化 3D 曲霉菌病。” 他是 Leibniz-HKI 應(yīng)用系統(tǒng)生物學(xué)研究小組的負(fù)責(zé)人，也是耶拿弗里德里希席勒大學(xué)的教授。器官模型由由人造膜隔開的兩層細(xì)胞組成。一層暴露在空氣中，由肺的表面細(xì)胞組成。另一層由血管細(xì)胞組成，血液狀的營養(yǎng)液不斷流過它們。
然后，研究人員在這個(gè)模型中添加了這種真菌。“通過這種方式，我們將器官模型變成了感染模型，”Leibniz-HKI 血液學(xué)/腫瘤學(xué)組的感染成員、三位第一作者之一 Susann Hartung 解釋說。她說，困難在于確定正確的感染嚴(yán)重程度。“如果我們?cè)谀Ｐ椭刑砑犹酂熐?，肺?xì)胞就會(huì)死亡。如果太少，我們什么也看不到，”分子生物學(xué)家補(bǔ)充道。
例如，人類免疫細(xì)胞或各種藥物可以添加到這個(gè)系統(tǒng)中，正如研究小組在當(dāng)前研究中顯示的那樣。
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