Non Animal Testing Database
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Darm-auf-dem-Chip zur Erforschung der Erreger-Wirt-Interaktion bei Pilzerkrankungen

2024
Friedrich Schiller University Jena, Jena, Deutschland(1)
Leibniz Institute for Natural Product Research and Infection Biology - Hans-Knöll-Institute, Jena, Deutschland(2)
In der vorliegenden Studie wird ein 3D-Darm-on-Chip Modell verwendet, um die pathologischen Mechanismen einer systemischen Candida-albicans-Infektion (Candidiasis) tiefergehend zu untersuchen. Zudem wird die therapeutische Wirkung des Antimykotika Caspofungin auf verschiedene Erregerstämme des Hefepilzes bewertet. Das mikrofluidische Zwei-Kompartimenten-Modell rekapituliert valide die strukturellen und funktionalen Eigenschaften der Darmbarriere und des angrenzenden Blutkreislaufes in vivo. In das Modell integrierte Immunzellen ermöglichen zudem eine Untersuchung von Entzündungsprozessen, sowie eine quantitative Bewertung des Schweregrades der Infektion. Mittels verschiedener mikrobiologischer und bildgebender Verfahren konnten alle relevanten Schritte des Infektionsprozesses (Anhaftung und Eindringen in die Wirtszelle, intrazelluläre Vermehrung, Translokation in den Blutkreislauf) dokumentiert werden. Die Schädigung des Gewebes zeigte sich insbesondere durch Störungen der apikalen Zell-Zell-Kontakte und in der Auslösung verschiedener Entzündungsprozesse. Anschließend wurden die künstlich infizierten Organchips mit dem Antimykotikum Caspofungin in klinischen Konzentrationen behandelt. Die Forscher nutzten hierfür das Endothelkompartiment des Modells, um eine intravenöse Gabe des Medikaments zu simulieren. Die Behandlung veränderte die Morphologie der Mikrokolonien und reduzierte die Vermehrung und Ausbreitung des Erregers. Caspofungin verhinderte eine Candidiasis bei einem Wildtyp-Stamm. Bei einem Echinocandin-resistenten Stamm zeigte das Medikament jedoch keine Wirksamkeit. Zusammenfassend belegen die Ergebnisse das große Potenzial von 3D-Organchip Modellen zur Erforschung von Erreger-Wirt-Interaktionen und der risikofreien Testung von Medikamenten.
Modeling of intravenous caspofungin administration using an intestine-on-chip reveals altered Candida albicans microcolonies and pathogenicity
Mark S. Gresnigt(1), Marc T. Figge(1), Bernhard Hube(2)
#2064
Eingestellt am: 03.04.2024
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