“Cervello su chip”

[Achyuta AK, Conway AJ, Crouse RB, Bannister EC, Lee RN, Katnik CP, Behensky AA, Cuevas J, Sundaram SS. A modular approach to create a neurovascular unit-on-a-chip. Lab Chip. 2013 Feb 21;13(4):542-53. doi: 10.1039/c2lc41033h.]

Graphical abstract: A modular approach to create a neurovascular unit-on-a-chip

Questa tecnologia, pur essendo una metodologia alternativa, utilizza cellule animali, che possono essere comunque sostituite da corrispettive umane (abbiamo già spiegato alcuni procedimenti qui e qui).

Abstract:

In questo lavoro, descriviamo la fabbricazione e la lavorazione di un microsistema modulare che ricapitola le funzioni dell'”Unità neurovascolare”. Il microdispositivo comprendeva una pila verticale di una camera poli(dimetilsilossano) (PDMS) neurale parenchimale separata da un canale vascolare tramite una membrana microporosa in policarbonato (PC). La camera neurale ospitava una miscela di neuroni ([simil]4%), astrociti ([simil]95%), e microglia ([simil]1%). Il canale vascolare è stato rivestito con uno strato di linea di cellule endoteliali microvascolari di cervello di ratto (RBE4). Le componenti cellulari nella camera neurale e nel canale vascolare hanno mostrato vitalità (> 90%). Le cellule neurali avevano potenziali inibitori così come eccitatori dopo 10 giorni di coltura. Le cellule endoteliali mostravano assorbimento di lipoproteine a bassa densità (dil-a-LDL) diluite-acetilate, esprimevano il fattore di von Willebrand (vWF) e la zonula occludens (ZO-1) stringeva giunzioni, e mostravano diminuite perdite di AlecaFluor™ coniugato con il destrano attraverso le loro barriere in modo significativo rispetto ai controlli (p <0.05). Quando lo strato vascolare è stato stimolato con TNF-α per 6 ore, circa il 75% della microglia e degli astrociti residenti sul lato neurale si è attivato ​​in modo significativo (p <0,05 rispetto ai controlli) ricapitolando risposte tessuto-mimetiche simili alla neuroinfiammazione. L’impatto di questo microsistema sta nel fatto che questa piattaforma neurovascolare biomimetica potrebbe essere sfruttata non solo per ottenere intuizioni meccanicistiche per patologie neurodegenerative, ma potrebbe anche servire come un potenziale strumento di screening per le terapie del sistema nervoso centrale (SNC) in tossicologia e nelle malattie neuroinfettive.

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