The interaction of immune cells with drugs and/or with other cell types should be mechanistically investigated in order to reduce attrition of new drug development. However, they are currently only limited technologies that address this need. In our work, we developed initial but significant building blocks that enable such immune-drug studies. We developed a novel microfluidic platform replicating the Lymph Node (LN) microenvironment called LN-on-a-chip, starting from design all the way to microfabrication, characterization and validation in terms of architectural features, fluidics, cytocompatibility, and usability. To prove the biomimetics of this microenvironment, we inserted different immune cell types in a microfluidic device, which showed an in-vivo-like spatial distribution. We demonstrated that the developed LN-on-a-chip incorporates key features of the native human LN, namely, (i) similarity in extracellular matrix composition, morphology, porosity, stiffness, and permeability, (ii) compartmentalization of immune cells within distinct structural domains, (iii) replication of the lymphatic fluid flow pattern, (iv) viability of encapsulated cells in collagen over the typical timeframe of immunotoxicity experiments, and (v) interaction among different cell types across chamber boundaries. Further studies with this platform may assess the immune cell function as a step forward to disclose the effects of pharmaceutics to downstream immunology in more physiologically relevant microenvironments.

中文翻译：

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多隔室3D培养的片上器官：面向仿生淋巴结的药物开发。

应当对免疫细胞与药物和/或与其他细胞类型的相互作用进行机械研究，以减少新药开发的损耗。但是，它们目前仅是满足此需求的受限技术。在我们的工作中，我们开发了能够进行此类免疫药物研究的初始但重要的基础。我们开发了一种新型的微流控平台，该平台复制了称为淋巴结上芯片（LN-on-chip）的淋巴结（LN）微环境，从设计一直到微加工，结构特征，流体学，细胞相容性和可用性方面的表征和验证。为了证明这种微环境的仿生效果，我们在微流体装置中插入了不同的免疫细胞类型，该装置表现出体内样的空间分布。我们证明开发的芯片上LN融合了天然人类LN的关键特征，即（i）细胞外基质组成，形态，孔隙度，刚度和渗透性的相似性；（ii）免疫细胞在不同区域内的分隔结构域，（iii）淋巴液流动模式的复制，（iv）胶原蛋白中包囊的细胞在免疫毒性实验的典型时间范围内的生存力，以及（v）跨腔边界的不同细胞类型之间的相互作用。使用该平台进行的进一步研究可能会评估免疫细胞的功能，这是向前迈出的一步，以便揭示在生理相关性更高的微环境中，药物对下游免疫学的影响。（ii）免疫细胞在不同结构域内的区室化；（iii）淋巴液流动模式的复制；（iv）胶原蛋白中包封的细胞在典型的免疫毒性实验时间范围内的生存力；以及（v）跨室边界的细胞类型。在该平台上进行的进一步研究可能会评估免疫细胞的功能，这是向前迈出的一步，以揭示在更生理相关的微环境中药物对下游免疫学的影响。（ii）免疫细胞在不同结构域内的区室化；（iii）淋巴液流动模式的复制；（iv）胶原蛋白中包封的细胞在典型的免疫毒性实验时间范围内的生存力；以及（v）跨室边界的细胞类型。在该平台上进行的进一步研究可能会评估免疫细胞的功能，这是向前迈出的一步，以揭示在更生理相关的微环境中药物对下游免疫学的影响。（v）跨室边界的不同细胞类型之间的相互作用。在该平台上进行的进一步研究可能会评估免疫细胞的功能，这是向前迈出的一步，以揭示在更生理相关的微环境中药物对下游免疫学的影响。（v）跨室边界的不同细胞类型之间的相互作用。在该平台上进行的进一步研究可能会评估免疫细胞的功能，这是向前迈出的一步，以揭示在更生理相关的微环境中药物对下游免疫学的影响。