A2 USING BIOPSY-DERIVED ORGANOIDS AND GUT-ON-A-CHIP PLATFORM TO DEVELOP A PHYSIOLOGICALLY RELEVANT BACTERIAL INFECTION MODEL
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Background The intestine is a highly complex ecosystem, consisting of diverse cell types, dynamic interactions, and mechanical forces. These elements are key to maintaining intestinal homeostasis and modulating the risk of enteric bacterial infections. Traditional in vitro models fail to recapitulate the physiological complexity of the gut, limiting our understanding of bacterial pathogenesis and host responses. Patient-derived intestinal organoids offer a promising solution by replicating the cellular diversity and structure of the epithelium. However, conventional organoid cultures lack the dynamic environment present in vivo. The emergence of organ-on-a-chip technology provides an innovative approach for such modeling, by incorporating mechanical forces, such as flow and stretch, to better mimic the intestinal environment. Aims To establish a bacterial infection model using patient-derived intestinal organoids cultured in a gut-on-a-chip system to address the challenges of simulating the complex enteric pathogen-host interactions. Methods An enteric Salmonella infection model was developed using the Emulate Colon Intestine-Chip. This system consists of two parallel channels seeded with patient-derived ascending colonic organoids in the upper channel and Human Intestinal Microvascular Endothelial Cells (HIMEC) in the lower. Cellular differentiation, barrier integrity, mucus and cytokine release, and pathogen invasion was assessed. Results Biopsy-derived colonic organoids rapidly differentiated into a multi-cell type system when co-cultured with HIMEC on the Emulate Chip, showing tight junction formation and a stable epithelial barrier. Following Salmonella infection, a significant decrease in intestinal permeability was observed in infected organoids compared to uninfected controls, indicating a breach in epithelial integrity. This disruption was accompanied by release of inflammatory cytokines, including CCL2 and IL-8, demonstrating a robust innate immune response. Notably, goblet cell release of mucus into the supernatant were observed post-infection, suggesting a rapid secretion of mucus as a defense mechanism against infection. Microscopy confirmed extensive Salmonella invasion into the epithelial layer, demonstrating the organ-on-a-chip system’s ability to replicate key aspects of enteric infection as observed seen in vivo. Conclusions The Salmonella infection model established using the gut-on-a-chip platform effectively recapitulates key features of enteric infection within a physiologically relevant microenvironment. This model demonstrates the loss of epithelial integrity, the activation of robust inflammatory responses, and rapid mucus secretion, offering a powerful tool for studying host-pathogen interactions in the human gut and potentially informing therapeutic development for enteric diseases. Funding Agencies Weston Family Foundation
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».