Enhancing drug development with organoid-based microfluidic platforms for drug safetytesting and disease modelling

Die Entwicklung mikrofluidischer Chips für kommerzielle Zwecke revolutioniert die Art und Weise, wie Forschung durchgeführt wird, und führte zur Entwicklung ultrasensibler bioanalytischer Geräte zur Analyse komplexer biologischer Proben. Mikrofluidik ermöglicht nicht nur eine reduzierte Probenmenge, sondern bietet auch eine präzise Kontrolle über die experimentelle Umgebung durch das Konzept der laminaren Strömung. Zu den Vorteilen der Fluiddynamik gehört auch die flexible und skalierbare Architektur für die Kultivierung und Untersuchung künstlicher Gewebe und Organe sowie deren Reaktionen auf verschiedene externe Reize. Darüber hinaus hat diese Technologie erheblich reduzierte experimentelle Kosten im Vergleich zu nicht-mikrofluidischen Standardmethoden. In den letzten Jahren hat die Implementierung der Organ-on-a-Chip-Technologie zugenommen bis hin zur Fusion von Mikrofluidik mit Organoiden. Diese Technologie bietet zahlreiche Möglichkeiten für die Arzneimittelforschung und Krankheitsmodellierung. Fortschritte in der Mikrofabrikation, Zelltechnik und Bildgebende Technologien haben Organ-on-a-Chip zu einer innovativen Technologie gemacht, die dazu in der Lage ist, physiologisches Zellverhalten in vitro zu reproduzieren. In diesem Projekt wollen wir Organoide (Darm, Leber, Pankreas, Hirn) auf einem Chip implementieren mit dem Hauptziel, diese in der Arzneimittelsicherheit zu verwenden durch Bewertung der Toxizität auf verschiedenen Ebenen, einschließlich morphologischer, physiologischer und molekularer Marker. Dazu gehört auch die Auswertung von Nekrose und Apoptose bei unterschiedlichen Expositionszeiten und Arzneimittelkonzentrationen und die Messung von Stress- und Toxizitätsmarkern durch Omics-Ansätze auf Ebene der Transkription (transkriptomisches Profiling) und Übersetzung (Proteomik). Darüber hinaus soll die Plattform auch für die Arzneimittelentwicklung und Krankheitsmodellierung hilfreich sein.

Klinisches Zentrum für Kleintiere

Merck KGaA
Funktion: Partner
Abteilung: Early Investigative Toxicology