Sphéroïdes cardiaques vascularisés sur puce pour tester la toxicité des thérapeutiques

Résumé Les organes sur puce microfabriqués deviennent rapidement la norme en matière de test de sécurité et d'efficacité des thérapeutiques. Une large gamme de conceptions a émergé, mais la recréation de modèles de tissus microvascularisés reste difficile dans de nombreux cas. Cela est particulièrement pertinent pour imiter l'administration systémique des thérapeutiques, afin de capturer les processus complexes en plusieurs étapes associés au transport ou à la diffusion trans-endothéliale, à l'absorption par les tissus cibles et à la réponse métabolique associée. Dans ce rapport, nous décrivons la formation de sphéroïdes cardiaques microvascularisés intégrés dans des puces microfluidiques. Différents protocoles utilisés pour intégrer les sphéroïdes au sein de puces microfluidiques multi-compartiment vascularisées ont d'abord été examinés pour identifier l'importance du traitement des sphéroïdes et de la co-culture avec les péricytes sur l'intégration des sphéroïdes dans les réseaux microvasculaires formés. L'architecture des modèles résultants, l'expression des marqueurs cardiaques et endothéliaux ainsi que la perfusion du système ont ensuite été investiguées. Cela a confirmé l'excellente stabilité des réseaux vasculaires formés, ainsi que l'expression persistante des marqueurs de cardiomyocytes tels que cTNT et l'assemblage des réseaux cytosquelettiques de F-actine striée, de myosine et d'α-actinine typiquement associés à la contractilité et aux battements. La capacité à maintenir le battement sur de longues périodes a été quantifiée, sur 25 jours, démontrant non seulement la perfusabilité mais aussi la performance fonctionnelle du modèle tissulaire. Enfin, en tant que preuve de concept pour le test thérapeutique, la toxicité d'un thérapeutique associé à une dysfonction cardiaque a été évaluée, identifiant des différences entre le test in vitro direct sur des sphéroïdes en suspension et des modèles vascularisés.