Teknologi prototipe menyusut AI untuk menghadirkan fungsionalitas seperti otak dalam satu perangkat yang kuat - ScienceDaily
Lingkungan

Lung-on-chip memberikan wawasan baru tentang respons tubuh terhadap infeksi tuberkulosis dini – ScienceDaily


Para ilmuwan telah mengembangkan model paru-ke-chip untuk mempelajari bagaimana tubuh menanggapi infeksi tuberkulosis (TB) dini, menurut temuan yang diterbitkan hari ini di eLife.

TBC adalah penyakit yang disebabkan oleh bakteri Mycobacterium tuberculosis (M. tuberculosis) dan paling sering mempengaruhi paru-paru. Model tersebut mengungkapkan bahwa sel sistem pernapasan, yang disebut sel epitel alveolar, memainkan peran penting dalam mengendalikan infeksi TB dini. Mereka melakukan ini dengan menghasilkan zat yang disebut surfaktan – campuran molekul (lipid dan protein) yang mengurangi tegangan permukaan tempat udara dan cairan bertemu di paru-paru.

Temuan ini menambah pemahaman kami tentang apa yang terjadi selama infeksi TB dini, dan mungkin menjelaskan sebagian mengapa mereka yang merokok atau yang memiliki fungsi surfaktan yang terganggu memiliki risiko lebih tinggi tertular infeksi primer atau berulang.

TB adalah salah satu pembunuh menular teratas di dunia dan menyerang orang-orang dari segala usia. Meskipun kebanyakan menyerang orang dewasa, saat ini tidak ada vaksin efektif yang tersedia untuk kelompok ini. Ini sebagian karena tantangan dalam mempelajari tahap awal infeksi, yang terjadi hanya pada satu atau dua M. tuberculosis bakteri disimpan jauh di dalam paru-paru.

“Kami menciptakan model lung-on-chip sebagai cara untuk mempelajari beberapa peristiwa awal ini,” jelas penulis utama Vivek Thacker, peneliti pascadoktoral di Lab McKinney, École polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL), Lausanne, Swiss. “Penelitian sebelumnya telah menunjukkan bahwa komponen surfaktan yang diproduksi oleh sel epitel alveolar dapat mengganggu pertumbuhan bakteri, tetapi sel epitel alveolar itu sendiri dapat memungkinkan pertumbuhan bakteri intraseluler. Oleh karena itu, peran sel-sel ini pada infeksi awal tidak sepenuhnya dipahami.

“Kami menggunakan model kami untuk mengamati di mana lokasi kontak pertama, bagaimana caranya M. tuberculosis tumbuh di sel epitel alveolar dibandingkan dengan sel pembunuh bakteri yang disebut makrofag, dan bagaimana produksi surfaktan memengaruhi pertumbuhan, sambil mempertahankan sel-sel ini di antarmuka cairan-udara yang ditemukan di paru-paru. “

Tim tersebut menggunakan model lung-on-chip untuk menciptakan kembali kekurangan surfaktan yang diproduksi oleh sel epitel alveolar dan kemudian melihat bagaimana sel paru-paru menanggapi infeksi TB dini. Teknologi ini transparan secara optik, artinya mereka dapat menggunakan teknik pencitraan yang disebut mikroskopi selang waktu untuk mengikuti pertumbuhan tunggal. M. tuberculosis bakteri baik di makrofag atau sel epitel alveolar selama beberapa hari.

Studi mereka mengungkapkan bahwa kekurangan surfaktan menyebabkan pertumbuhan bakteri yang tidak terkendali dan cepat di makrofag dan sel epitel alveolar. Di sisi lain, kehadiran surfaktan secara signifikan mengurangi pertumbuhan ini di kedua sel dan, dalam beberapa kasus, mencegahnya sama sekali.

“Pekerjaan kami menyoroti peristiwa awal yang terjadi selama infeksi TB dan memberikan model bagi para ilmuwan untuk dikembangkan untuk penelitian masa depan tentang infeksi saluran pernapasan lain,” kata penulis senior John McKinney, Kepala Laboratorium Mikrobiologi dan Teknologi Mikro di EPFL . “Ini juga membuka jalan bagi eksperimen yang meningkatkan kompleksitas model kami untuk membantu memahami mengapa beberapa lesi TB berkembang sementara yang lain sembuh, yang dapat terjadi pada waktu yang sama pada pasien yang sama. Pengetahuan ini suatu hari nanti dapat dimanfaatkan untuk mengembangkan lesi baru yang efektif. intervensi terhadap TB dan penyakit lainnya. “

Para penulis menambahkan bahwa mereka saat ini menggunakan model paru-ke-chip manusia untuk mempelajari bagaimana paru-paru kita dapat merespons infeksi dosis rendah dan inokulasi SARS-CoV-2, virus yang menyebabkan COVID-19.

Sumber Cerita:

Materi disediakan oleh eLife. Catatan: Konten dapat diedit gaya dan panjangnya.

Dipersembahkan Oleh : Lapak Judi

Baca Juga : Pengeluaran SGP