Perangkat meniru usus untuk menunjukkan bagaimana bakteri yang menyerang menyebabkan penyakit – ScienceDaily

Perangkat meniru usus untuk menunjukkan bagaimana bakteri yang menyerang menyebabkan penyakit – ScienceDaily


Peneliti Rice University dan Baylor College of Medicine telah menemukan cara untuk meniru kondisi di usus, memberi mereka model mekanis untuk pertumbuhan infeksi bakteri secara real-time.

Dalam sebuah studi baru, mereka mendemonstrasikan alat laboratorium yang menyederhanakan simulasi usus manusia, sehingga lebih praktis untuk menemukan pengobatan penyakit seperti diare menular.

Tim yang dipimpin oleh ahli biologi Jane Grande-Allen dari Sekolah Teknik Beras Brown mengembangkan kaset perfusi milifluida transparan (mPC) yang mudah dibuat dan dioperasikan serta kompatibel dengan analisis mikroskopis dan biokimia umum.

Kaset memungkinkan bahkan non-bioteknologi untuk melakukan jenis studi yang biasanya dilakukan dengan cawan petri 96 sumur, dengan manfaat tambahan aliran cairan di atas sel epitel unggulan yang terinfeksi bakteri. Kaset juga memiliki port skala mikro untuk input dan output, memungkinkan tidak hanya aliran fluida tetapi juga untuk pengambilan sampel lingkungan.

Studi tersebut dipimpin oleh Grande-Allen, Profesor Bioteknologi Isabel C. Cameron dari Rice, dan penulis utama serta Rice dan Baylor MD / Ph.D. alumnus Reid Wilson, saat ini menjadi penduduk di Oregon Health and Science University, muncul di Annals of Biomedical Engineering.

Mereplikasi usus manusia yang rumit merupakan tantangan bagi para peneliti, kata rekan penulis Anthony Maresso, seorang profesor virologi molekuler dan mikrobiologi di Baylor. “Perangkat seperti ini seringkali tidak ramah pengguna dan praktis untuk ahli biologi seperti saya,” katanya. “Yang ini dirancang agar mudah digunakan oleh para ilmuwan dengan pengetahuan teknik yang kurang. Harapannya adalah ini akan mengurangi hambatan antara insinyur dan peneliti medis.”

Grande-Allen mengatakan bahwa membuat sistem mikrofluida yang tidak bocor dapat menjadi tantangan teknis. “Dalam hal ini, kami perlu meniru laju cairan di seluruh usus yang, terutama dibandingkan dengan darah, sangat lambat,” katanya.

Cetakan perangkat, seukuran pelat standar 96-sumur, dibuat dengan printer 3D dan digunakan untuk membentuk kaset polimer bening. MPC diunggulkan dengan human intestinal enteroids (HIEs), kultur yang mengandung jenis sel utama yang berasal dari epitel usus. Ketika cairan yang mengandung bakteri mengalir melewatinya, itu membentuk biofilm pada sel, sebuah fenomena yang tidak terlihat pada platform statis.

Para peneliti dapat dengan mudah mengevaluasi seberapa baik bakteri menempel dan menginfeksi sel, baik secara visual maupun dengan mengambil sampel melalui port di kedua ujungnya. Pelat statis memungkinkan bakteri menumbuhkan sel secara berlebihan dan membatasi eksperimen hingga beberapa jam, tetapi aliran lambat melalui mPC memungkinkan pengamatan lebih lama dan hasil yang lebih realistis, kata Grande-Allen.

Pengujian perangkat mengarahkan para peneliti untuk menemukan bukti langsung pertama bahwa kepatuhan agregat fimbriae, pelengkap lengket yang ditemukan di sebagian besar enteroaggregative Escherichia coli (EAEC), diperlukan bakteri untuk membentuk biofilm.

“Tujuan kami adalah untuk secara perlahan membersihkan racun bakteri agar tidak merusak sel,” kata Grande-Allen. “Itu memungkinkan lebih banyak sel untuk bertahan hidup sehingga kami dapat menyaksikan proses infeksi. Kami benar-benar terkejut melihat bahwa itu juga secara dramatis mengubah sifat film yang terbentuk.”

Perangkat tersebut juga menjaga kultur HIE tetap hidup dengan mengisi oksigen dan nutrisi di ruang mPC, memungkinkan evaluasi yang lebih baik dari interaksi realistis antara sel dan patogen yang menyerang, kata Grande-Allen.

Dia mengatakan mPC akan memfasilitasi penelitian tentang banyak interaksi semacam itu. “Ini akan memungkinkan pemeriksaan sistematis dari banyak kombinasi berbeda, baik dan buruk, dan bagaimana aliran mengubah dinamika lingkungan ini,” katanya.

Sumber Cerita:

Materi disediakan oleh Universitas Rice. Catatan: Konten dapat diedit gaya dan panjangnya.

Untuk Informasi Lebih lanjut silahkan Kunjungi : Lagu Togel

Author Image
adminProzen