Mikrofluidik zur dynamischen Medikamententestung
2020
University of Twente, Enschede, Niederlande
Ein mikrofluidisches Gerät wird vorgestellt, um Krebszellen einem dynamischen, in-vivo-ähnlichen Konzentrationsprofil eines Medikaments auszusetzen und die Wirksamkeit auf dem Chip zu quantifizieren. In konventionellen Zellkulturexperimenten wird die Wirksamkeit eines Medikaments unter statischen Konzentrationen getestet, während in vivo die Medikamentenkonzentration einem pharmakokinetischen Profil mit einem anfänglichen Peak und einer Abnahme über die Zeit folgt. Mit dem Aufkommen von mikrofluidischen Zellkulturmodellen, einschließlich Organen auf Chips, gibt es Möglichkeiten, in vivo-ähnliche Konzentrationen realistischer zu imitieren. Das mikrofluidische Gerät dieser Studie enthält eine Zellkulturkammer und einen Medikamentendosierkanal, die durch eine transparente Membran getrennt sind, um eine scherstressfreie Medikamentenexposition und markierungsfreie Wachstumsquantifizierung zu ermöglichen. Dynamische Medikamentenkonzentrationsprofile in der Zellkulturkammer wurden durch kontinuierlich fließende kontrollierte Medikamentenkonzentrationen im Dosierkanal gesteuert. Die Kontrolle über die Medikamentenkonzentrationen in den Zellkulturkammern wurde mit Fluoreszenzexperimenten und numerischen Simulationen validiert. Die Exposition von HCT116-Kolorektalkrebszellen gegenüber statischen Konzentrationen des klinisch verwendeten Medikaments Oxaliplatin führte zu einer sinnvollen Dosis-Wirkungs-Kurve. Auch die dynamische, in vivo-ähnliche Medikamentenexposition führte zu einem statistisch signifikant geringeren Wachstum im Vergleich zur unbehandelten Kontrolle. Die kontinuierliche Exposition mit der durchschnittlichen Konzentration der in vivo-ähnlichen Exposition scheint dabei effektiver zu sein als die Exposition nur mit der Spitzenkonzentration. Dieses mikrofluidische System könnte die Vorhersage der Wirksamkeit von In-vitro-Modellen, einschließlich Organs-on-Chips, verbessern und wird zu einer zukünftigen klinischen Optimierung von Medikamentenverabreichungsschemata führen.
Controlled pharmacokinetic anti-cancer drug concentration profiles lead to growth inhibition of colorectal cancer cells in a microfluidic device
Job Komen
Eingestellt am: 27.01.2021
[1] https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2020/LC/D0LC00419G#!divAbstract
