由德國耶拿的研究人員開發(fā)的一種基于芯片的感染模型，可以在顯微鏡下實(shí)時(shí)觀察由侵襲性真菌感染曲霉病引起的肺組織損傷。該團(tuán)隊(duì)開發(fā)了算法來跟蹤真菌菌絲的傳播以及免疫細(xì)胞的反應(yīng)。該開發(fā)基于同樣在耶拿開發(fā)的“片上肺”模型，可以幫助減少動物實(shí)驗(yàn)的數(shù)量。結(jié)果發(fā)表在《生物材料》雜志上。
曲霉病是由煙曲霉引起的霉菌感染，通常會影響肺部。這種疾病可能是致命的，尤其是在免疫功能低下的個(gè)體中。在這些情況下，侵襲性曲霉病通常伴隨真菌菌絲侵入血管而發(fā)生。到目前為止，只有少數(shù)活性物質(zhì)可以對抗這種真菌感染。“這就是為什么能夠在模型中代表這種侵入性生長對我們來說如此重要的原因，”共同領(lǐng)導(dǎo)該研究的 Marie von Lilienfeld-Toal 說。內(nèi)科醫(yī)生是耶拿大學(xué)醫(yī)院內(nèi)科 II 系的教授，在德國耶拿的萊布尼茨天然產(chǎn)物研究和感染生物學(xué)研究所——漢斯·諾爾研究所 (Leibniz-HKI) 進(jìn)行研究。
新的曲霉病感染模型應(yīng)該有助于更好地觀察真菌的生長和免疫系統(tǒng)的反應(yīng)，并找到可能的治療新方法。此外，還可以測試新的活性物質(zhì)。耶拿提供這方面的專業(yè)知識：大學(xué)醫(yī)院長期以來一直在開發(fā)器官芯片。制造研究中使用的肺芯片的初創(chuàng)公司 Dynamic42 就在那里成立。第一作者 Mai Hoang 在完成博士學(xué)位后也加入了公司。
研究負(fù)責(zé)人 Marc Thilo Figge 說：“借助芯片，我們可以在顯微鏡下實(shí)時(shí)觀察和量化 3D 曲霉菌病。” 他是 Leibniz-HKI 應(yīng)用系統(tǒng)生物學(xué)研究小組的負(fù)責(zé)人，也是耶拿弗里德里希席勒大學(xué)的教授。器官模型由由人造膜隔開的兩層細(xì)胞組成。一層暴露在空氣中，由肺的表面細(xì)胞組成。另一層由血管細(xì)胞組成，血液狀的營養(yǎng)液不斷流過它們。
然后，研究人員在這個(gè)模型中添加了這種真菌。“通過這種方式，我們將器官模型變成了感染模型，”Leibniz-HKI 血液學(xué)/腫瘤學(xué)組的感染成員、三位第一作者之一 Susann Hartung 解釋說。她說，困難在于確定正確的感染嚴(yán)重程度。“如果我們在模型中添加太多煙曲霉，肺細(xì)胞就會死亡。如果太少，我們什么也看不到，”分子生物學(xué)家補(bǔ)充道。
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