Jena研究人员开发的基于CHIP的感染模型可以实现对侵入性真菌感染曲霉病引起的对肺组织损害的实时观察。该团队开发了算法来跟踪真菌菌丝的扩散以及免疫细胞的反应。该开发是基于在Jena中开发的“肺芯片”模型，可以帮助减少动物实验的数量。结果在生物材料杂志中介绍。

曲霉病是由曲霉引起的霉菌感染，通常会影响肺部。该疾病可能是致命的，尤其是在免疫功能低下的个体中。在这些情况下，浸润性曲霉病通常发生在真菌菌丝侵入血管中。到目前为止，只有少数活性物质可以打击这种真菌感染。该研究共同领导的玛丽·冯·利利安菲尔德（Marie von Lilienfeld-Toal）说：“这就是为什么能够在模型中代表这种侵入性增长的原因。”Internist是耶拿大学医院内科II系教授，并在莱布尼兹·赫基（Leibniz-Hki）进行研究。

新的曲霉菌感染模型应有助于更好地观察真菌的生长和免疫系统的反应，并找到可能的新方法。另外，可以测试新的活性物质。耶拿（Jena）提供了专业知识：风琴芯片长期以来在大学医院开发。制造研究中使用的肺芯片的Startup Dynamic42建立在那里。第一作者Mai Hoang在完成博士学位后也加入了公司。

从器官模型到感染模型

研究负责人Marc Thilo Figge说：“借助芯片，我们可以在显微镜下观察和量化3D Live中的曲霉病。”他是Leibniz-HKI应用系统生物学研究小组的负责人，也是Jena的Friedrich Schiller大学的教授。器官模型由两层由人造膜隔开的细胞组成。一层暴露于空气，由肺的表面细胞组成。另一层由血管细胞组成，血管细胞和血液状的营养溶液连续流过它们。

对于该模型，研究人员随后添加了真菌。“通过这种方式，我们将器官模型变成了感染模型，”莱布尼兹-HKI的血液学/肿瘤学组的感染成员，也是三位第一作者之一。她说，困难正在建立正确的感染严重性。分子生物学家补充说：“如果我们在模型中添加过多的烟曲霉，肺细胞会死亡。如果太少，我们什么也看不到。”

如当前研究中的研究团队所示，例如，可以将人类免疫细胞或各种药物添加到该系统中。

图像评估算法

评估三维显微镜数据提出了一个重大挑战。“如果我们只看图像，我们就会了解感染的进展，但无法量化它。为此，我们需要可以区分真菌菌丝或免疫细胞与组织细胞以及周围的算法环境。”ZoltánCseresnyés解释说，他也是该论文的第一作者。他是无花果团队的成员，专门从事自动图像分析。

为了使计算机能够区分它们，使用荧光染料对不同的细胞类型进行了颜色编码。CSeresnyés解释说：“例如，荧光的强度可用于确定免疫细胞已食用多少真菌。”

Figge说：“当然，这个模型是简化的，无法用完整的器官比较一对一。”“但是我们认为，这是对真菌感染的更好研究的重要贡献，因为它可以同时部分替代动物实验。”现在将进一步优化该模型。

参考：Hoang TNM，CSeresnyésZ，Hartung S等。片上侵入性曲霉菌病：人曲霉感染的定量治疗研究。生物材料。2022; 283：121420。doi：10.1016/j.biomaterials.2022.121420

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