فشار بیومکانیکی االتهاب را روی یک مدلProgeria-on-a-Chip تشدید می کند
تاریخ انتشار: ﺳﻪشنبه 17 اسفند 1395
| امتیاز:
پلت فرم های اندام روی چیپ(Ogan-on-a-chip) به دنبال شبیه سازی ریزمحیط پیچیده انسانی با استفاده از دستگاه های مینیاتوری شده میکروفلوئیدیک هستند. در کنار مدل سازی اندام های سالم، این سیستم ها برای مدل سازی بیماری ها و بدست آوردن دیدگاه های جدید در مورد پاتوفیزیولوژی استفاده می شوند. سندرم پروجریای هاچینسون-گیلفورد(HGPS) یک بیماری پیری زودرس است که پیری عروقی تسریع شده ای را نشان می دهد و منجر به مرگ بیماران به دلیل بیماری های قلبی عروقی می شود. سندرم پروجریای هاچینسون-گیلفورد،سلول های عروقی اولیه که در بافت های از نظر مکانیکی فعال وجود دارند را هدف قرار می دهد. در این جا یک مدل Progeria-on-a-Chip ایجاد شد و اثرات فشار بیومکانیکی در قالب پیری و بیماری عروقی مورد ارزیابی قرار گرفت. فشار بیومکانیکی یک فنوتیپ منقبض شونده را در سلول های عضلانی صاف اولیه(SMCs) القا می کند، و این در حالی است که فشار پاتوفیزیولوژیک یک فنوتیپ فشار خون بالا مشابه با تیمار آنژیوتنسین II را القا می کند. به طور جالب توجه، سلول های عضلانی صاف اولیه مشتق از سلول های بنیادی پرتوان القایی انسانی اهداکننده هایی که به HGPSمبتلا بودند(HGPS-iPS-SMCs) و نه آن هایی که از اهدا کننده های سالم به دست آمده بودند، یک پاسخ التهابی تشدید شده را به این فشار نشان دادند. بویژه، سطح افزایش یافته مارکرهای التهابی و هم چنین آسیب های DNA مشاهده شد. مداخلات دارویی آسیب ناشی از فشار را بوسیله دور کردن پروفایل بیان ژنی از التهاب معکوس کرد. Progeria-on-a-Chip یک پلت فرم مناسب برای مطالعه بیومکانیک در بیولوژی عروقی بویژع در بحث بیماری و پیری عروقی است و این در حالی است که به طور همزمان کشف داروهاو/یا اهداف درمانی جدید را نیز تسهیل می کند.
Small. 2017 Feb 17. doi: 10.1002/smll.201603737. [Epub ahead of print]
Biomechanical Strain Exacerbates Inflammation on a Progeria-on-a-Chip Model.
Ribas J1,2,3, Zhang YS1,2, Pitrez PR4,5, Leijten J1,2,6, Miscuglio M1,2, Rouwkema J7, Dokmeci MR1,2, Nissan X8, Ferreira L4,5, Khademhosseini A1,2,9,10.
Abstract
Organ-on-a-chip platforms seek to recapitulate the complex microenvironment of human organs using miniaturized microfluidic devices. Besides modeling healthy organs, these devices have been used to model diseases, yielding new insights into pathophysiology. Hutchinson-Gilford progeria syndrome (HGPS) is a premature aging disease showing accelerated vascular aging, leading to the death of patients due to cardiovascular diseases. HGPS targets primarily vascular cells, which reside in mechanically active tissues. Here, a progeria-on-a-chip model is developed and the effects of biomechanical strain are examined in the context of vascular aging and disease. Physiological strain induces a contractile phenotype in primary smooth muscle cells (SMCs), while a pathological strain induces a hypertensive phenotype similar to that of angiotensin II treatment. Interestingly, SMCs derived from human induced pluripotent stem cells of HGPS donors (HGPS iPS-SMCs), but not from healthy donors, show an exacerbated inflammatory response to strain. In particular, increased levels of inflammation markers as well as DNA damage are observed. Pharmacological intervention reverses the strain-induced damage by shifting gene expression profile away from inflammation. The progeria-on-a-chip is a relevant platform to study biomechanics in vascular biology, particularly in the setting of vascular disease and aging, while simultaneously facilitating the discovery of new drugs and/or therapeutic targets.
PMID: 28211642