Organ-on-a-chip bootst de bloed-hersenbarrière na voor een betere medicijnafgifte

Het optimaliseren van drug delivery systems (DDS) voor de biologische omgeving van organen en bloedvaten is cruciaal voor het maximaliseren van de effectiviteit van medicijnbehandeling. Een onderzoeksteam, verbonden aan UNIST, heeft een nieuwe methode bedacht om de therapeutische effectiviteit van medicijnen te maximaliseren door gebruik te maken van organ-on-a-chip (OoC) technologie.

De bevindingennu gepubliceerd in ACS Nanosuggereren dat OoC-technologie aanzienlijke beloftes inhoudt voor het bevorderen van onderzoek naar vasculair gerichte DDS vanwege de nauwkeurige simulatie van moleculair transport binnen endotheliale systemen.

Het onderzoeksteam, gezamenlijk geleid door professoren Tae-Eun Park en Taejoon Kwon van de afdeling Biomedische Technologie van UNIST, heeft een OoC gecreëerd die de bloed-hersenbarrière (BBB) ​​nabootst via muizencelcultuur, wat resulteert in een aanzienlijk verbeterde permeabiliteit van therapeutische medicijnen. Met behulp van de celgebaseerde fagedisplay-screeningmethode simuleerden ze nauwkeurig de fysiologische kenmerken van organen, waarmee ze een nieuwe standaard voor in vitro-modellering zetten.

Hun bevindingen toonden een verbeterde cerebrovasculaire permeabiliteit aan in vergelijking met conventionele transwell-methoden. Het onderzoeksteam verwacht dat OoC-technologie een belangrijke bijdrage zal leveren aan de ontwikkeling van gerichte behandelingen die zijn afgestemd op specifieke organen, waaronder onder meer de lever, de nieren en de longen.

De nauwkeurige replicatie van de biologische omgeving binnen de chip, inclusief de structuur en functie van glycocalyx op bloedvatenoppervlakken, maakte de ontdekking mogelijk van een effectief peptide voor medicijnafgifte door middel van gesimuleerde bloedstroom. Deze geavanceerde simulatie van schuifspanning en glycocalyxstructuur maakte de ontdekking mogelijk van een effectief peptide voor medicijnafgifte, wat het potentieel ervan aantoont voor gerichte behandelingen in verschillende organen, waaronder lever, nieren en longen.

Het onderzoeksteam merkte op dat OoC-technologie veelbelovend is voor het bevorderen van onderzoek naar vasculair gerichte DDS vanwege de nauwkeurige simulatie van moleculair transport binnen endotheelsystemen.

Co-auteur Jeong-Won Choi verklaarde: “Chiptechnologie op lange termijn kan worden gebruikt als een krachtig hulpmiddel voor het ontdekken van medicijndragers met gerichte functies door biologische omgevingen nauwkeurig na te bootsen.”

Medeauteur Kyungha Kim voegde toe: “We hebben bewezen dat chiptechnologie op de lange termijn nauwkeurig menselijk biologisch weefsel kan modelleren, wat nieuwe mogelijkheden biedt voor toekomstig onderzoek naar medicijnafgiftesystemen.”