Modeling atypical hemolytic uremic syndrome with hydrogel-based microvasculature-on-chip technologies

利用基于水凝胶的微血管芯片技术模拟非典型溶血性尿毒症综合征

基本信息

  • 批准号:
    9809757
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 20.95万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2019
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2019-08-15 至 2022-04-30
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

PROJECT SUMMARY ABSTRACT Atypical hemolytic uremic syndrome (aHUS) is a life-threatening disease that causes microvascular thrombosis, especially in the kidneys, with a global mortality rate of 25%, and a frequent progression to end-stage renal disease (ESRD)1,2. While aHUS is known to be associated with uncontrolled activation of the alternative pathway (AP) of complement, the underlying pathophysiology of how AP activation causes endothelial injury and thrombosis remains unclear, which largely limits the development of additional therapies for aHUS. Even with the currently most effective drug, eculizumab, many still suffer from acute flare ups, progression to ESRD, and extra-renal manifestations, which are thought to be associated with unregulated endothelial activation. The proposed work aims to develop the first in vitro model of aHUS that incorporates all of the major components thereof, including complement and other plasma proteins, platelets, red blood cells, intact endothelium, extracellular matrix with physiologic biophysical properties, and shear stress, to not only improve our understanding of the pathophysiology of this feared disease but also to explore new therapeutics that may improve better clinical outcomes for aHUS patients. Here we hypothesize that a novel hydrogel-based “endothelialized” microvasculature-on-a-chip that we recently invented recapitulates the in vivo microvascular microenvironment and exhibits long-term (>2 months) microvasculature functionality. This can be used as an in vitro model for aHUS, as our microvasculature-on-a-chip system enables the decoupling of the complex cellular and molecular factors (including complement and regulators of complement activation) involved in the pathophysiology of aHUS as well as quantitatively characterizes how these factors interact and lead to endothelial injury or activation. These factors will be perfused into the engineered microvasculature, and biomarkers of endothelial dysfunction, such as endothelial permeability, reduced nitric oxide and increased reactive oxygen species, will be monitored in real time. In addition, the system will allow assessment of how these factors synergistically lead to thrombi formation in the engineered microvasculature in the context of aHUS through quantifying fibrin formation and platelet aggregate/microthrombi size. As eculizumab only blocks the formation of the membrane attack complex in the terminal pathway of complement activation, this microvasculature-on-a-chip model will enable the testing of other novel treatment strategies to promote endothelial repair. Successful completion of this study will result in the development of a novel and robust model for aHUS, gain a better understanding of endothelial damage in aHUS and more broadly how the complement system interacts with hemostasis and thrombosis, and provide insights into developing rational pharmacological approaches in the management of aHUS and other thrombotic microangiopathies.
项目摘要摘要 非典型溶血性尿毒症综合征(AHU)是一种威胁生命的疾病,会导致微血管血栓形成, 尤其是在儿童中,全球死亡率为25%,并且频繁发展为终端肾脏 疾病(ESRD)1,2。虽然已知AHU与替代途径的不受控制激活有关 (AP)完成,AP激活如何导致内皮损伤和 血栓形成尚不清楚,这在很大程度上限制了针对AHU的其他疗法的发展。即使有 目前最有效的药物,eculizumab,许多人仍然患有急性爆发,进展到ESRD,并且 肾外表现,被认为与不受监管的内皮激活有关。 拟议的工作旨在开发首个结合所有专业的体外模型 其成分,包括完成和其他血浆蛋白,血小板,红细胞,完整 内皮,具有物理生物物理特性的细胞外基质和剪切应力,不仅 提高我们对这种Feeed疾病的病理生理学的理解,但也探索新疗法 这可能会改善艾哈斯患者的更好临床结果。在这里,我们假设一种新型水凝胶 我们最近发明的“内皮化”片上的微脉管系统概括了体内微血管 微环境并表现出长期(> 2个月)的微脉管功能。这可以用作 Ahus的体外模型,因为我们在芯片上的微脉管系统可以使复杂细胞的脱钩 和分子因素(包括完整激活的补体和调节剂) Ahus的病理生理以及定量表征这些因素如何相互作用并导致 内皮损伤或激活。这些因素将被灌注到工程的微脉管系统中,并且 内皮功能障碍的生物标志物,例如内皮通透性,一氧化氮降低并增加 活性氧将进行实时监测。此外,该系统将允许评估如何 这些因素在Ahus的背景下协同导致工程微脉管系统中的血栓形成 通过量化纤维蛋白形成和血小板骨料/微骨大小。由于eculizumab只能阻止 膜攻击复合物在完成终端途径中的形成,这是 片上的微脉管模型将使其他新型治疗策略能够促进 内皮修复。 这项研究的成功完成将导致开发一个新颖而健壮的痤疮模型,获得 更好地理解AHUS中的内皮损害以及更广泛的完成系统如何相互作用 止血和血栓形成,并提供有关开发理性药物方法的见解 Ahus和其他血栓形成微动病的管理。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Satheesh Chonat其他文献

Satheesh Chonat的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

相似国自然基金

优先流对中俄原油管道沿线多年冻土水热稳定性的影响机制研究
  • 批准号:
    42301138
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
开放空间内部特征对公共生活行为的复合影响效应与使用者感知机理研究
  • 批准号:
    52308052
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
市场公平竞争与企业发展:指标测度、影响机理与效应分析
  • 批准号:
    72373155
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    41 万元
  • 项目类别:
    面上项目
气候变暖对青藏高原高寒草甸土壤病毒多样性和潜在功能的影响
  • 批准号:
    32301407
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
高温胁迫交叉锻炼对梭梭幼苗耐旱性影响的分子机理研究
  • 批准号:
    32360079
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    32 万元
  • 项目类别:
    地区科学基金项目

相似海外基金

Splicing Modulators for Rare Disease Indications
用于罕见疾病适应症的剪接调节剂
  • 批准号:
    10501840
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 20.95万
  • 项目类别:
Modulation of Lung Immune Responses to Viral Infection
调节肺部对病毒感染的免疫反应
  • 批准号:
    10413443
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 20.95万
  • 项目类别:
Modulation of Viral Antigen Presentation in the Lung
肺部病毒抗原呈递的调节
  • 批准号:
    10436633
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 20.95万
  • 项目类别:
Treatment of Complement-Mediated Myelitis
补体介导的脊髓炎的治疗
  • 批准号:
    10254752
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 20.95万
  • 项目类别:
The Roles of Complement Activation vs. Shiga Toxin Binding to Endothelium in eHUS.
eHUS 中补体激活与志贺毒素与内皮细胞结合的作用。
  • 批准号:
    10323266
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 20.95万
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了