Macrophage-bacteria interactions: a 3D microfluidics-based approach
| Autor: | Pérez Rodríguez, Sandra, García Aznar, José Manuel, Gonzalo Asensio, Jesús Ángel |
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| Jazyk: | angličtina |
| Rok vydání: | 2022 |
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| Zdroj: | Zaguán. Repositorio Digital de la Universidad de Zaragoza instname |
| Popis: | Las infecciones bacterianas causan numerosas muertes anualmente, por lo que es esencial entender los procesos de infección para desarrollar estrategia de prevención y cura. Habitualmente, los estudios in vitro se realizan con métodos tradicionales que, a pesar de aportar un gran conocimiento, no recrean de manera realista los entornos fisiológicos y los resultados obtenidos no siempre concuerdan con los estudios in vivo. Por tanto, en esta tesis proponemos los dispositivos microfluídicos como un modelo in vitro novedoso para el estudio de estos procesos. La microfluídica permite incorporar tridimensionalidad, flujo y cocultivos, entre otros, para conseguir escenarios más realistas. Dado que las infecciones patógenas son procesos largos de múltiples etapas, en esta tesis, nos hemos centrado en la interacción macrófagos-patógenos.En primer lugar, se estudió la extravasación de monocitos dellumen endotelial a la matriz extracelular. Este proceso es necesario para que las células inmunes alcancen las bacterias. Para ello, se utilizó un dispositivo microfluídico que permitía el desarrollo de un vaso endotelial a través del cual se hacían pasar monocitos, permitiendo la cuantificación de los monocitos adheridos y extravasados al cabo de 24 horas. Se analizó el efecto de estímulos mecánicos en este proceso: la aplicación de flujo oscilatorio y la rigidez del entorno. Se determinó que el flujo aumentaba la integridad de membrana del vaso, dificultando la extravasación de los monocitos. Por otro lado, una mayor rigidez de la matriz extracelular, debido a un aumento en la concentración de colágeno, reduce la integridad de barrera del vaso, aumentando la extravasación de los monocitos.En segundo lugar, se estudió la migración de resultados macrófagos en respuesta a fracciones bacterianas obtenidas de bacterias patógenas, Solmonella typhimurium y Mycobacterium tuberculosis, y no patógenas, Escherichio coli y Mycobocterium smegmotis. Los muestran que los macrófagos migran direccionalmente atraídos hacia las fracciones detodas las bacterias, tanto patógenas, como no patógenas, sugiriendo la existencia de patrones moleculares asociados a patógenos en las moléculas de las muestras. Bacterial infections cause numerous deaths annually, so it is essential to understand the infection processes in order to develop prevention and cure strategies. Usually, in vitro studies are performed with traditional methods that, despite providing great knowledge, do not realistically recreate physiological environments and the results obtained do not always agree with in vivo studies. Therefore, in this thesis we propose microfluidic devices as a novel in vitro model for the study of these processes. Microfluidics allows the incorporation of three-dimensionality, flow and co-cultures, among others, to achieve scenarios that are more realistic. Since pathogenic infections are long multistage processes, in this thesis, we focused on the macrophage-pathogen interaction. First, the extravasation of monocytes from the endothelial lumen into the extracellular matrix was studied. This process is necessary for immune cells to reach bacteria. For this purpose, a microfluidic device was used that allowed the development of an endothelial vessel through which monocytes were passed, allowing the quantification of adherent and extravasated monocytes after 24 hours. The effect of mechanical stimuli on this process was analyzed: the application of oscillatory flow and environmental stiffness. It was determined that flow increased the membrane integrity of the vessel, hindering monocyte extravasation. However, higher stiffness of the extracellular matrix, due to high collagen concentration, reduced the barrier integrity of the vessel, increasing monocyte extravasation. Second, macrophage migration was studied in response to bacterial fractions obtained from pathogenic bacteria, Salmonella typhimurium and Mycobacterium tuberculosis, and non-pathogenic bacteria, Escherichia coli and Mycobacterium smegmatis. The results show that macrophages migrate directionally attracted to fractions of all bacteria, both pathogenic and non-pathogenic, suggesting the existence of pathogen-associated molecular patterns in the sample molecules. |
| Databáze: | OpenAIRE |
| Externí odkaz: |
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