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使用organ-on-a-chip平台, 研究人员设计出治疗新型冠状病毒肺炎严重并发症的潜在策略

Milica Radisic教授和博士候选人瑞克鲁属于一个研究团队,他们正在探索一种新型抗炎肽的潜力,以防止一种潜在的危及生命的免疫反应,即细胞因子风暴(Jennifer Kieda摄)

利用他们的新型器官芯片平台, 一个来自正规澳门赌场应用科学学院的研究团队 & 工程学已经确定了一种分子,它有可能对抗新型冠状病毒肺炎感染最严重的并发症之一. 

这种分子是一种名为QHREDGS的新型抗炎肽,它不会直接作用于病毒. 而不是, 它的作用是防止一种潜在的危及生命的免疫反应,即细胞因子风暴. 

据了解,细胞因子风暴会发生在一些新型冠状病毒肺炎患者以及其他疾病中. 当身体在血液中释放大量被称为细胞因子的信号蛋白时,它们就会发生. 过多的细胞因子会使免疫系统超负荷运转,并可能导致血管并发症, 多器官衰竭甚至死亡. 在新型冠状病毒肺炎大流行期间,临床医生面临的最大挑战之一是理解为什么一些感染了SARS-CoV-2病毒的人会经历细胞因子风暴, 而其他人则不是. 

正规澳门赌场工程学院的研究人员 流体技术研究与应用中心 (CRAFT),由教授共同领导 Milica Radisic 生物医学工程研究所和化学工程及应用化学系的学生, 他们正在利用他们在器官芯片技术方面的专长来研究这个问题吗. 

“人类细胞器官芯片系统有一个独特的优势,使澳门赌场平台能够解剖复杂的过程,通过简化系统和战略地引入各种免疫细胞类型,以更好地理解事件的级联,”Radisic说. 

radiic和她的团队是体外培养功能性心脏组织的专家. 这些实验室培养的组织让研究人员可以模拟疾病,并了解心脏组织的基因突变如何导致心脏衰竭.  

“流感大流行期间, 澳门赌场平台改变了心脏组织平台的用途,以了解SARS-CoV-2病毒如何导致血管功能障碍,” 瑞克鲁,博士在读. 

在最近的一篇论文中 发表在期刊上 芯片上的实验室, Lu和他的合著者展示了他们是如何使用一种被称为动态事件评估集成血管系统(入侵)的特定模型组织平台进行这项研究的——一项由T大学康诺特基金支持的调查, 的 多伦多创新加速合作伙伴 也是这所大学的捐赠者.  

使用入侵平台, 他们用SARS-CoV-2感染了一个微结构的可灌注血管芯片,以了解该病毒如何触发炎症和血管功能障碍. 

他们还筛选了五种具有抗炎特性的化合物,这些化合物此前已被临床医生测试过,以确定是否有任何一种化合物在预防细胞因子风暴方面有希望. 

QHREDGS是一种肽,以前被发现可以改善心肌细胞代谢和增强内皮细胞的生存. 在这项研究中, Lu发现,它能增强血管功能,修复SARS-CoV-2的有害影响. 例如, 与不含这种肽的内皮细胞相比,被称为内皮屏障的血管结构的功能提高了62%, 细胞因子风暴分子的分泌在1 ~ 1之间有所减少,000 to 10,000倍. 

“血管功能障碍可能会让SARS-CoV-2穿透人体器官, 如心, 肝脏和肠,”陆说. “通过改善血管功能和减少体内炎症, 澳门赌场平台希望能预防出现在新型冠状病毒肺炎患者身上的那种器官衰竭.” 

在radiic的实验室里,入侵平台被用于许多其他的调查, 包括一项探索为什么癌症很少在心脏中发现的研究. 卢和他的同事也在使用这种芯片上的血管系统,以更好地了解新型冠状病毒肺炎患者中出现的心肌炎的原因, 以及一些接种过疫苗的人. 

该团队目前正在与多伦多各地的临床医生和研究人员合作,寻找与心肌炎相关的独特生物分子标记物. 

澳门赌场平台目前正在使用一些先天免疫系统,即外周血单个核细胞(PBMC)和中性粒细胞,看看这些免疫细胞如何与心脏组织相互作用,以了解它们如何影响心脏组织功能,”陆说. 

澳门赌场平台对此非常兴奋,因为澳门赌场平台不仅能够识别一些与心肌炎相关的分子途径, 但澳门赌场平台也希望找到潜在的治疗方法来逆转心脏的炎症.”  

Radisic希望这种芯片上的器官系统能够让研究人员预测并更好地应对未来的公共卫生事件. 

“除了消除动物研究和保证临床研究参与者的安全之外, (该系统的)小规模也使澳门赌场平台能够高效地使用试剂, 同时通过将进行实验所需的病毒数量最小化来保证安全,”她说.  

“这项技术能够快速有效地研究新出现的病原体及其感染和损害各种人体器官功能的潜力.” 

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