Organ-on-a-chip-technologie wordt gebruikt om 3D-modellen te ontwikkelen waarmee onderzoekers in Zuid-Australië de impact van radiotherapie op de weefsels van het lichaam kunnen onderzoeken.

Biomedisch ingenieur professor Benjamin Thierry van de Universiteit van Zuid-Australië leidt een onderzoek met onderzoekers van de universiteit van Harvard die de microfluïdische technologie gebruiken om de effecten van verschillende niveaus en soorten straling te testen.

Een microfluïdische celkweekchip bootst de structuur en functie van kleine bloedvaten nauw na en bevindt zich in een wegwerpapparaat ter grootte van een glasplaatje.

Daten, wetenschappers hebben vertrouwd op het testen van radiotherapie op cellen in een tweedimensionale omgeving op een dia.

Professor Thierry zei dat de organ-on-a-chip-technologie de behoefte aan dierstudies en irrelevant invitro-werk zou kunnen verminderen, die beide grote beperkingen hadden.

"Een belangrijke bevinding van de studie is dat endotheelcellen die in de standaard 2-D-cultuur worden gekweekt significant meer radiogevoelig zijn dan cellen in het 3-D vasculaire netwerk. Dit is belangrijk omdat we het effect van straling op tumorweefsels in evenwicht moeten houden met behoud van gezonde, " zei prof Thierry.

De bevindingen, gepubliceerd in Geavanceerde materiaaltechnologieën , zullen onderzoekers in staat stellen volledig te onderzoeken hoe straling invloed heeft op bloedvaten en – binnenkort – alle andere gevoelige organen.

"De menselijke microvasculatuur (bloedvatsystemen in organen) is bijzonder gevoelig voor radiotherapie en het model dat in deze studie wordt gebruikt, zou mogelijk kunnen leiden tot effectievere therapieën met minder bijwerkingen voor kankerpatiënten, " zei prof Thierry.

Meer dan de helft van alle kankerpatiënten krijgt tijdens hun behandeling minstens één keer radiotherapie. Hoewel het veel kankers geneest, de bijwerkingen kunnen brutaal zijn en soms leiden tot acuut orgaanfalen en langdurige hart- en vaatziekten.

Het team van prof. Thierry, waaronder University of South Australia Future Industries Institute collega Dr. Chih-Tsung Yang en Ph.D. student Zhaobin Guo, werkt nauw samen met het Royal Adelaide Hospital en het Dana-Farber Cancer Institute van Harvard University met de steun van de Australian National Fabrication Facility.

"Beter begrip van het effect van radiotherapie op bloedvaten in organen - en meer in het algemeen op gezonde weefsels - is belangrijk, vooral waar extreem hoge doses en soorten straling worden gebruikt, ' zei dokter Yang.

De volgende stap van de onderzoekers is het ontwikkelen van body-on-chip-modellen die de belangrijkste organen nabootsen die relevant zijn voor een specifiek kankertype.

Het Zuid-Australische knooppunt van de Australian National Fabrication Facility (ANFF-SA) is een van de acht universitaire hubs in Australië, die worden gefinancierd door de regeringen van het Gemenebest en de deelstaat, de CSIRO en deelnemende universiteiten.

Als aanvulling op de onderzoeksinfrastructuur van het Future Industries Institute van de University of South Australia op de Mawson Lakes-campus, ANFF-SA begon tien jaar geleden en specialiseerde zich in microfluïdica.

Hoewel dit een belangrijke kracht blijft, De expertise van ANFF-SA is uitgebreid met lab-on-a-chip-technologie, geavanceerde detectie, functionele coatings en scheidingswetenschap.

Producten die de afgelopen jaren zijn ontwikkeld, zijn onder meer een microfluïdisch apparaat dat gengemodificeerde celtherapie biedt, een niet-invasief apparaat om urine te testen op de aanwezigheid van blaaskankercellen, een micronaald voor een bloedtestplatform in huis en een microfluïdische chip voor hoogwaardige mineralenextractie.