A miniaturized multicellular platform to mimic the 3D structure of the alveolar-capillary barrier

Molte malattie colpiscono gli alveoli e l’efficacia dei trattamenti medici e delle terapie farmaceutiche è ostacolata dalla mancanza di modelli preclinici in grado di ricreare in vitro le malattie.

I dispositivi microfluidici, imitando le principali caratteristiche strutturali e compositive degli alveoli, offrono numerosi vantaggi all'analisi a medio e alto rendimento di nuove terapie candidate. In auqesto articolo, abbiamo sviluppato un alveolo su chip che ricapitola la microanatomia del tessuto fisiologico includendo l'epitelio, lo strato interstiziale fibroso e l'endotelio capillare. Il dispositivo è stato ottenuto assemblando uno strato superiore ed uno strato inferiore ottenuti mediante stampaggio di replica. All'interno dei due strati è stata inclusa una membrana elettrofilata di policaprolattone/gelatina (PCL-Gel) che supporta la semina di 3 fenotipi cellulari. Le cellule epiteliali sono state coltivate su un idrogel di collagene carico di fibroblasti situato sul lato superiore dei tappetini PCL-Gel mentre le cellule endoteliali sono state seminate sul lato basolaterale della membrana. Il design innovativo del dispositivo microfluidico consente di replicare le interazioni cellula-cellula e cellula-matrice extracellulare secondo la disposizione cellulare in vivo insieme alla creazione di condizioni di interfaccia aria-liquido fisiologicamente rilevanti. Infatti, l'elevata vitalità cellulare è stata confermata fino a 10 giorni e la formazione di una stretta barriera endoteliale ed epiteliale è stata valutata mediante test di immunofluorescenza.