Głowica do urządzenia do pomiarów integralności komórkowej i urządzenie zawierające głowicę

ZESPÓŁ AUTORSKI

Instytut Medycyny Doświadczalnej i Klinicznej im. Mirosława Mossakowskiego Polskiej Akademii Nauk

  • Karolina Anna Orzeł- Gajowik,
  • Tomasz Gajowik,
  • Magdalena Zielińska


CO MOŻNA OSIĄGNĄĆ DZIĘKI WYNALAZKOWI?

Urządzenie do pomiaru rezystancji monowarstwy komórek umożliwia znaczący postęp w badaniach biologicznych i farmakologicznych. Jego zdolność do dokładnej oceny integralności barier śródbłonkowych może prowadzić do głębszego zrozumienia stabilności i przepuszczalności bariery komórkowej. Ma to kluczowe znaczenie w badaniu różnych stanów fizjologicznych i patologicznych, w tym funkcjonowania bariery krew-mózg w zaburzeniach neurologicznych. Co więcej, jego zastosowanie w testowaniu działania środków farmaceutycznych może zrewolucjonizować opracowywanie leków, szczególnie w przypadku terapii ukierunkowanych na bariery komórkowe. To innowacyjne narzędzie stwarza zatem szansę na przełom w badaniach medycznych i strategiach leczenia.


ISTOTA WYNALAZKU

Bariery biologiczne tworzą komórki śródbłonka oraz nabłonka. Połączenia ścisłe mają kluczowe znaczenie dla utrzymania homeostazy organizmu poprzez kontrolowanie przepuszczalności substancji przez bariery komórkowe. Przepuszczalność monowarstwy komórek śródbłonka/nabłonka jest techniką wykorzystywaną w biologii, medycynie i farmakologii. Rezystancja monowarstwy komórkowej (TEER, ang. transendothelial electrical resistance) stosowana jest do ilościowego określenia funkcji bariery i integralności śródbłonka Ocena ta ma ogromne znaczenie w zrozumieniu szeregu procesów fizjologicznych oraz transportu leków przez bariery biologiczne. Dodatkowo TEER jest wykorzystywany do oceny wpływu leków, kandydatów na leki, poprzez określenie ich działania na bariery komórkowe, co jest kluczową cechą badań nad bezpieczeństwem leków. Standardowe urządzenia wykorzystujące metodę pomiaru oporu komórkowego posiadają manualnie aplikowane elektrody pomiarowe, przez co powtarzalność wyników nie jest gwarantowana a końcowy wynik badania w dużej mierze zależy od staranności i zdolności manualnych prowadzącego badania. Ponieważ ograniczenia techniki TEER są związane ze stabilnością mierzonego sygnału ze względu na trudności w konfiguracji i dokładność wyników, przedstawione urządzenie może być dostosowane do konkretnych konfiguracji eksperymentalnych, poprawiające dokładność i odtwarzalność eksperymentu. Zalety prostej konstrukcji i niski koszt produkcji sprawiają, że urządzenie można zastosować w innych laboratoriach. Nasze urządzenie zostało zaprojektowany, aby spełniać specyficzne potrzeby, zapewniając większą precyzję i kontrolę nad warunkami eksperymentów, co w konsekwencji może prowadzić do dokładniejszych i powtarzalnych wyników. Tym, co wyróżnia to urządzenie, jest połączenie specjalnie zaprojektowanych elektrod i zaawansowanego oprogramowania, dostosowanego do zapewniania dokładnych, stabilnych pomiarów w czasie rzeczywistym. Znaczenie urządzenia leży w jego potencjalnych zastosowaniach. Otwiera nowe możliwości w badaniu bariery krew-mózg, kluczowego obszaru badań neurologicznych. Zrozumienie dynamiki tej bariery ma kluczowe znaczenie dla opracowania metod leczenia różnych zaburzeń neurologicznych, w tym choroby Alzheimera, stwardnienia rozsianego i udaru mózgu. Zdolność urządzenia do monitorowania wpływu substancji farmakologicznych na bariery komórkowe jest również nieoceniona w opracowywaniu leków. Co więcej, możliwość dostosowania urządzenia do potrzeb użytkownika rozszerza jego użyteczność poza standardowe zastosowania. Użytkownicy mogą dostosować urządzenie do swoich konkretnych potrzeb eksperymentalnych, niezależnie od tego, czy wiąże się to z długoterminowym monitorowaniem integralności bariery, czy oceną wpływu stresorów środowiskowych na bariery komórkowe. Ten poziom dostosowania gwarantuje, że urządzenie pozostanie istotne i przydatne w różnych dziedzinach badań. Podsumowując, urządzenie pomiarowe stanowi znaczący postęp w badaniach medycznych. Jego precyzja, elastyczność i możliwości monitorowania w czasie rzeczywistym sprawiają, że jest to kluczowe narzędzie dla naukowców badających złożony świat barier komórkowych. Wynalazek ten nie tylko pogłębia naszą wiedzę na temat różnych procesów biologicznych, ale także toruje drogę nowym podejściom terapeutycznym i strategiom opracowywania leków.


POTENCJAŁ KOMERCJALIZACYJNY WYNALAZKU

Potencjał komercjalizacyjny urządzenia TEER jest znaczący w badaniach biomedycznych, wypełniając istotną lukę w przemyśle naukowym i farmaceutycznym. Ma to kluczowe znaczenie dla rozwoju neurofarmaceutyków, zwłaszcza leków przekraczających barierę krew-mózg. Urządzenie odgrywa rolę w przyspieszaniu opracowywania i testowania leków, co czyni go atrakcyjnym narzędziem dla firm farmaceutycznych. W instytucjach naukowych, doświadczenia związane z biologią komórki, czynią go niezbędnym narzędziem w badaniach podstawowych. Urządzenie znajduje zastosowanie w onkologii, neurologii i gastroenterologii. W obliczu rosnącego nacisku na medycynę spersonalizowaną i ukierunkowane dostarczanie leków, wysoko ceniona jest zdolność urządzenia do dostarczania dokładnych i wiarygodnych danych, czyniąc go obiecującym produktem dla postępu w medycynie spersonalizowanej i terapiach celowanych. Ponadto urządzenie może mieć szereg innych zastosowań, m. in. w badaniach cytotoksyczności, ocenie komórek przygotowywanych do przeszczepów czy badaniach dotyczących szczelności jelit.