Project

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Bioartificial Microvascularized Lung Alveoli Array

English title Bioartificial Microvascularized Lung Alveoli Array
Applicant Guenat Olivier
Number 185365
Funding scheme Project funding (Div. I-III)
Research institution ARTORG Center Medizinische Fakultät Universität Bern
Institution of higher education University of Berne - BE
Main discipline Other disciplines of Engineering Sciences
Start/End 01.04.2019 - 31.03.2023
Approved amount 998'418.00
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All Disciplines (4)

Discipline
Other disciplines of Engineering Sciences
Cellular Biology, Cytology
Biomedical Engineering
Molecular Biology

Keywords (7)

Single cell RNA sequencing; Organ-on-a chip; Air-blood barrier; Lung-on-a chip; Microvasculature; Microfluidics; Alveolar epithelial cells

Lay Summary (French)

Lead
Modèle d'alvéole pulmonaire vascularisé
Lay summary

L’impact socio-économique des maladies respiratoires représente un lourd fardeau pour les systèmes de santé dans le monde. Selon les prévisions, ce coût va augmenter dans les années à venir. Cela est notamment dû au très faible taux de succès des nouveaux médicaments acceptés en phase clinique. L’inefficacité des modèles pulmonaires in-vivo et in-vitro utilisés en phase préclinique, souvent incapables de prédire les effets des médicaments sur l’humain, est l'une des raisons de ce faible taux de succès. 

Les systèmes d’organes-sur-puce (« organs-on-chip ») qui permettent de reproduire le microenvironnement cellulaire du poumon de manière particulièrement précise, font espérer que le test de nouveaux médicaments soit beaucoup plus prédictif et permette d’accélérer le développement de nouveaux médicaments. Une première génération d’organes-sur-puce a permis de reproduire certaines fonctions biologiques du tissu étudié en utilisant des systèmes microfluidiques relativement simples. 

L’objectif de ce projet est de développer un modèle vascularisé d’alvéole pulmonaire-sur-puce de la seconde génération. Ce modèle imitera l’environnement in-vivo de manière inégalée. Il permettra en effet d’étudier la physiologie et la pathophysiologie pulmonaire in-vitro de manière toute nouvelle. Il procurera en outre un outil innovant pour le développement de nouveaux médicaments. Ce projet constituera aussi la base pour développer des modèles 3D bien plus complexes.

Direct link to Lay Summary Last update: 09.04.2019

Responsible applicant and co-applicants

Employees

Project partner

Associated projects

Number Title Start Funding scheme
157748 Microscopy Equipment for Organ-on-Chips and Perfused Microfluidic Systems with High Speed Camera 01.12.2014 R'EQUIP
141127 Alveolar-capillary microfluidic model for the analysis of lung injury, regeneration and repair 01.05.2012 Project funding (Div. I-III)

Abstract

Respiratory diseases are becoming a huge economic and healthcare burden and the lack of new molecules in the respiratory pipeline is exacerbated by one of the highest failure rates across therapeutic areas. Preclinical in-vivo models that poorly predict respiratory drug efficacy in humans are seen as one of the main reasons of this attrition. One approach to improve the success rate of the respiratory drug discovery process is the progress of advanced in-vitro models, so called organs-on-chip (OOC). OOC are micro-engineered in-vitro models that are able to accurately mimic the in-vivo environment. The first generation of OOC systems made it possible to mimic specific biological functions, although did not incorporate and functionalize higher levels of tissue complexity. The objective of this project is a second-generation lung-on-a-chip, a microvascularised lung alveolar array mimicking the in-vivo environment at an unreached level. We expect that this model in which the in-vivo environment is closely reproduced will provide researchers a tool to be used for investigation of lung physiology, pathology and drug discovery. It will lay the fundament of lung disease models and will enable a better understanding of lung pathophysiology and of lung mechanobiology. The developed technology will also lay the ground on the development of even more complex 3D models.
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