Die Lymphfollikel-Chips ermöglichen es den Forschern nicht nur, die normale Funktion des Immunsystems zu untersuchen, sondern sie können auch zur Vorhersage von Immunreaktionen auf verschiedene Impfstoffe und zur Auswahl der besten Impfstoffe verwendet werden.

Urpsrünglich wollten die WissenschaftlerInnen untersuchen,  wie sich das Verhalten von im Blut zirkulierenden B- und T-Zellen ändert, wenn sie in ein Gewebe eindringen. Daher ultivierten sie die Zellen aus menschlichen Blutproben in einem mikrofluidischen Organ-Chip-Gerät, um die physikalischen Bedingungen nachzubilden. Die B- und T-Zellen wurden gemeinsam mit extrazellulärer Matrix (ECM) ausgekleideten im unteren Kanal des mikrofluifischen Chips kultiviert. Eine Versorgung erhielten die Zellen durch den ständigen Fluss eines nährstoffhaltigen Mediums durch den oberen Kanal. Durch den Fluss des Kulturmediums organisierten sich die B- und T-Zellen in 3D-Strukturen, die den "lymphoiden Follikeln" ähnelten.

Sie beobachteten die Absonderung von CXCL13, ein Stoff, der als Reaktion auf chronische Entzündungen in Lymphknoten und anderen Teilen des Körpers gebildet wird. Die B-Zellen in den neu gebildeten lymphoiden Follikeln des Chips sonderten zudem AID (activation-induced cytidine deaminase) ab, das für die Aktivierung von B-Zellen gegen spezifische Antigene wichtig ist. Bei Stimulierung durch ein Antigen konnte auch die Bildung von Plasmazellen nachgewiesen werden.

In einer Funktionsuntersuchung fügten die Forscher den Lymphatischen Follikel-Chips den B- und T-Zellen dendritische Zellen  von menschlichen Spendern hinzu und "impften" die Chips mit einem Impfstoff gegen H5N1. Sie stellten fest, dass in den Chips, die den Impfstoff und das Adjuvans erhielten, deutlich mehr Plasmazellen und Anti-Influenza-Antikörper gebildet wurde als in als B- und T-Zellen, die in 2D-Kulturen gewachsen waren, oder in Chips mit Impfstoff, aber ohne Wirkverstärker (Adjuvans).

Die Wyss-Forscher wollen ihre Lymphatischen Follikel-Chips nun verwenden, um gemeinsam mit Pharmaunternehmen und der Gates-Stiftung verschiedene Impfstoffe und Adjuvantien zu testen.

Originalpublikation:
Goyal, G., Prabhala, P., Mahajan, G., Bausk, B., Gilboa, T., Xie, L., Zhai, Y., Lazarovits, R., Mansour, A., Kim, M. S., Patil, A., Curran, D., Long, J. M., Sharma, S., Junaid, A., Cohen, L., Ferrante, T. C., Levy, O., Prantil-Baun, R., Walt, D. R., Ingber, D. E., Ectopic Lymphoid Follicle Formation and Human Seasonal Influenza Vaccination Responses Recapitulated in an Organ-on-a-Chip. Adv. Sci. 2022, 2103241. https://doi.org/10.1002/advs.202103241

Quelle und weitere Informationen:
https://wyss.harvard.edu/news/the-immune-system-is-very-complicated-but-now-its-on-a-chip/