SensorTransBBB

Die Entwicklung von Verfahren zur Integration von Elektroden, elektrochemischen und optischen Mikrosensoren zur Messung metabolischer und elektrophysiologischer Parameter und die darauf aufbauende Erforschung eines mikrofluidischen in vitro Krankheitsmodells der Blut-Hirn-Schranke ist Gegenstand dieses Vorhabens.

Das Projekt zielt auf die Erforschung 1) generisch anwendbarer Mikrosystemtechnologien zur Integration elektrischer, elektrochemischer und optischer Sensoren in mikrophysiologische Systeme (organ-on-chip) im Mikrotiterplattenformat sowie 2) des Einflusses von mit diesen Sensoren präzise kontrollierbarer pathologischer Zustände auf die Eigenschaften eines mikrofluidischen in vitro Modells der Blut-Hirn-Schranke (BHS) als Anwendungsbeispiel.
Methodik:
Mikrotechnik: Mikrosensoren werden in optisch transparente Folien (COP) mit elektrischer Durchkontaktierung und Rückseitenkontakten integriert. Die Folien werden auf ein aus Vorarbeiten verfügbares Mikrofluidiksystem im Multiwellformat (TransBBB-Chip) aufgebondet.
Zellbiologie: Endothelzellen, Perizyten und Astrozyten werden auf bzw. in einem funktionalisierten Gel in einem Mikrokanal angesiedelt und unter Perfusion kultiviert. Transendothelialer Widerstand, Expression von tight junction Proteinen und Permeabilität der BHS werden bestimmt.
Erwartete Ergebnisse:
Generische Mikrosystem-Technologie für die Integration von Sensoren in organ-on-chip Systeme
Krankheitsmodell der Blut-Hirn-Schranke (z.B. Hypoxie nach Schlaganfall) zur Untersuchung der Barriereeigenschaften unter kontrolliert-pathologischen Bedingungen.
Nutzen:
Technologieplattform für Sensorik in organ-on-chip Systemen und Skalierbarkeit der neuen Technologien (Chip im etabliertem Standardformat) und daraus folgend Integrationsfähigkeit dieser organ-on-chip Systeme in bestehende Arbeitsabläufe in Zellbiologie und Wirkstoffentwicklung. Vielfältige Anwendbarkeit und Übertragbarkeit auf weitere Organ-Modelle (Anschlussfähigkeit).
Krankheitsmodell der Blut-Hirn-Schranke für realitätsnähere Wirkstofftests mit der Möglichkeit Effektparameter zu messen.