Modell der strahleninduzierten Lungenschädigung
Oktober 2023
Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering at Harvard University, Boston, USA
Eine akute Exposition mit hochdosierter Gammastrahlung aufgrund einer Krebsstrahlentherapie kann zu strahleninduzierter Lungenschädigung (RILI) führen. In dieser Studie wird ein humanes Lungen-on-a-Chip-Modell verwendet, um die akute RILI in-vitro zu untersuchen. Dafür wurde ein von Emulate Inc. erhaltener 2-Kanal-Chip verwendet, um menschliche alveoläre Lungenepithelzellen an einer Luft-Flüssigkeits-Grenzfläche (ALI) zu kultivieren, und ein menschliches mikrovaskuläres Lungenendothel wurde in den Chip einbezogen. Zyklische mechanische Dehnungen wurde angewendet, um die Atembewegungen nachzuahmen, und in einigen der Experimente wurden menschliche Immunzellen (menschliche periphere Blutzellen) in den Gefäßkanal eingeführt.
Sowohl das Lungenepithel als auch das Endothel wiesen innerhalb von 6 Stunden nach der Strahlenexposition DNA-Schäden, zelluläre Hypertrophie, Hochregulierung entzündlicher Zytokine und einen Verlust der Barrierefunktion auf. Die auf dem Chip beobachtete Strahlendosisempfindlichkeit ähnelt dabei eher der menschlichen Lunge als die von präklinischen In-vivo-Modellen. Darüber hinaus wurde die Fähigkeit von zwei Medikamenten untersucht, die Auswirkungen einer akuten RILI zu unterdrücken.
Der Lungenalveolen-Chip stellt ein humanrelevantes Modell für die Untersuchung der molekularen Grundlagen der akuten RILI dar und kann für die Untersuchung von Therapien zur Strahlenabwehr nützlich sein.
A human lung alveolus-on-a-chip model of acute radiation-induced lung injury
Donald E. Ingber
Eingestellt am: 02.12.2023
[1] https://www.nature.com/articles/s41467-023-42171-z
