Wissenschaftler der National University of Singapore (NUS) haben einen Durchbruch bei der Erforschung der Darmgesundheit erzielt, indem sie eine mikroskopische 3D-Version des menschlichen Darms entwickelt haben, die auf einem kleinen Chip von der Größe einer halben Fünf-Cent-Münze untergebracht ist. Diese neue Zellkultivierungsplattform, die als Gut-Microbiome on a chip (GMoC) bekannt ist, bietet ein realistisches In-vitro-Mikrodarmmodell, das es den Forschern ermöglicht, die Interaktionen der Darmmikroben und deren kollektive Auswirkungen auf die Darmgesundheit zu untersuchen. Der Chip bietet eine skalierbare, reproduzierbare und effiziente Methode, um die Rolle der Darmmikroben und ihrer Gemeinschaft zu untersuchen, was für die präventive Gesundheitsfürsorge und die pharmazeutische Industrie von zentralem Interesse ist.

Das GMoC-System bietet ein realistisches in vitro (außerhalb des Körpers) Modell des menschlichen Darms, Es enthält eine 3D-Version des Darmepithels, die wichtige architektonische und funktionelle Aspekte des Darmtrakts nachbildet, wie die Darmzotten (winzige fingerartige Fortsätze zur Aufnahme von Nährstoffen), das Zusammenleben von Mikroben und Darmzellen und die dynamischen Bedingungen, die die Bewegung der Nahrung simulieren.

Die Nachbildung der Struktur der Darmzotten ist wichtig, weil die spezifische Lage der verschiedenen Mikrobenarten in einem 3D-Substrat ihre Organisation und Funktion beeinflusst und sich auch deutlich auf die Reaktion des Darms auf verschiedene Reize auswirkt.

Zusätzlich zu den strukturellen Merkmalen zeigte die “Mikrodarm”-Plattform des Teams auch wichtige Eigenschaften eines funktionierenden und physiologisch relevanten Darmepithels. Der “Mikrodarm” kann auch Muzin produzieren, das als Verteidigungslinie gegen mikrobielle Invasion dient und zum Aufbau der Schnittstelle zwischen Darm und Bakterien beiträgt.

Das GMoC-System ist daher ein vollständigeres In-vitro-Modell, da es die Zellen, die den menschlichen Darm auskleiden, architektonisch nachbildet, und bietet im Vergleich zu bestehenden statischen In-vitro-Systemen ein physiologisch relevanteres Modell.

Original Paper:

J. Lee, N. Menon, C. T. Lim, Dissecting Gut-Microbial Community Interactions using a Gut Microbiome-on-a-Chip. Adv. Sci. 2024, 11, 2302113. https://doi.org/10.1002/advs.202302113

Lesen Sie auch:

Organoide: Künstlicher Mini-Darm soll Therapien für Morbus Crohn voranbringen – MedLabPortal

_{Redaktion: X-Press Journalistenbürö GbR}

Gender-Hinweis. Die in diesem Text verwendeten Personenbezeichnungen beziehen sich immer gleichermaßen auf weibliche, männliche und diverse Personen. Auf eine Doppel/Dreifachnennung und gegenderte Bezeichnungen wird zugunsten einer besseren Lesbarkeit verzichtet.