La capa de moco en el colon humano protege contra bacterias y patógenos comensales, y los defectos en su estructura bicapa única contribuyen a los trastornos intestinales, como la colitis ulcerosa. Sin embargo, nuestra comprensión de la fisiología del colon está limitada por la falta de modelos in vitro que replican la estructura y función de la capa de moco del colon humano. Aquí, investigamos si la combinación de las tecnologías de organo en un chip y organoide puede aprovecharse para desarrollar un modelo in vitro relevante para el ser humano de la fisiología del moco del colon.

Se usó un dispositivo microfluídico colon-on-a-chip (Colon Chip) humano revestido por células epiteliales colónicas derivadas del paciente primario para recapitular la formación de bicapa de moco y visualizar la acumulación de moco en cultivos vivos de manera no invasiva.

El Colon Chip admite la diferenciación espontánea de células caliciformes y la acumulación de una bicapa de moco con capas impenetrables y penetrables, y un grosor similar al observado en el colon humano, al tiempo que mantiene una subpoblación de células epiteliales proliferativas. Las imágenes en vivo de la formación de la capa de moco en el chip mostraron que la estimulación del epitelio del colon con prostaglandina E2, que aumenta durante la inflamación, causa una rápida expansión del volumen de moco a través de un aumento del canal de iones Na-K-Cl cotransportador 1 dependiente del canal en su estado de hidratación. , pero no aumenta la secreción mucosa de novo.

Este estudio muestra la producción de moco colónico con una estructura bicapa fisiológicamente relevante in vitro, que puede analizarse en tiempo real de forma no invasiva. El Colon Chip puede ofrecer una nueva herramienta preclínica para analizar el papel del moco en la homeostasis intestinal humana, así como en enfermedades, como la colitis ulcerosa y el cáncer.

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