本发明专利技术提供了通过使用免疫模拟系统来检测对测试剂的免疫反应的装置和方法，该系统包括被配置用于培养生物屏障的屏障组件、被配置用于培养免疫细胞的免疫组件，以及屏障组件和免疫组件之间的一个或多个组件间的微流体连接。该系统用于培养系统的屏障组件中的生物屏障，培养系统的免疫组件中的免疫细胞，将测试剂应用到生物屏障上，并监控免疫细胞以检测对测试剂的免疫反应。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】交叉引用本申请要求于2008年1月20提交的美国临时申请No. 61/020，310的优先权，该申请通过引用方式结合在本文中。
技术介绍
生物体的免疫系统一方面可以保护其免于感染，这通常是通过先天免疫系统和适 应性免疫系统实现的。从简单的层面来讲，生物体依赖物理屏障来防止例如细菌和病毒的 病原体进入它们。当病原体突破这些屏障的时候，先天免疫系统已准备好提供立即的但是 非特异性的反应。从较复杂的层面来讲，当病原体避开先天免疫反应时，某些动物还具备第 三部分，即适应性免疫系统。几种类型的屏障保护生物体免于感染，包括机械、化学和生物屏障。动物的皮肤是 直接面对生物体可能遇到的暴露环境物质的生物屏障的例子。使用在非细胞异体真皮上 培养的自体角质化细胞的复合皮肤替代物已经用作皮肤替代物，这为烧伤患者带来了希望 (Robert L Sheridan 等人 Burns 2000.27:421-424)。吞噬作用是细胞先天免疫的重要特征。分类为吞噬细胞的细胞能够吞入或消灭作 用物、病原体或颗粒。吞噬细胞通常游走在动物体内，例如在皮肤内，以寻找病原体。树突细胞(DC)是被发现与暴露于环境的动物组织相关的吞噬细胞。可在例如 皮肤、角膜、鼻子、肺、胃肠道和泌尿生殖道中发现树突细胞。树突细胞已知是参与诱导T 细胞介导的免疫应答的有效的抗原呈递细胞。一个重要的树突细胞类型是郎格罕斯细胞 (Langerhans cell)。在近些年中，发展了用于建立和维持树突细胞的无血清的封闭培养系 统(Christina Μ· Celluzzi禾口Craig ffelbon. 2003. Journal of Hematotherapy&Stem Cell Research. ,12(5) :575_585)。超敏是导致动物自身组织损害的一种免疫应答类型(Ghaffar，Abdul (2006). Immunology-Chapter Seventeen :HypersensitivityReactions. Microbiology and Immunology On-Line Textbook. USCSchool of Medicine ；可从 http://pathmicro. med. sc. edu/ghaffar/hyperOO. htm获得；最后一次访问是1-10-08)。超敏反应被分为4类，称 为I-IV型(见上文)。I型超敏反应包括通常与变态反应相关的直接的或过敏性的反应， 并通过由肥大细胞和嗜碱性细胞释放的IgE介导(见上文)。II型超敏反应或抗体依赖型 (或细胞毒性)超敏反应是由IgG和IgM抗体介导的(见上文)。III型超敏反应可由沉 积在不同组织中的免疫复合物(包括抗原、补体蛋白质及IgG和IgM抗体的聚集体)弓丨发 (见上文)。IV型超敏反应被称为细胞介导的或延迟型超敏反应，参与许多自体免疫和传染 性疾病，但也可能参与接触性皮炎(例如毒叶藤)(见上文)。超敏反应是由例如T细胞、单 核细胞和吞噬细胞(包括树突细胞和巨噬细胞)介导的。通过理解环境物质、免疫系统和生物体的超敏反应的相互影响既与医学相关也与 商业相关。
技术实现思路
一方面，本文公开了免疫模拟装置，该装置包括配置用于培养生物屏障的屏障组 件；配置用于培养免疫细胞的免疫组件；和该屏障组件和免疫组件之间的一个或多个组件 间微流体连接。免疫模拟装置的屏障组件还可以包括配置用于支持细胞生长的基质。在一个实施方式中，免疫模拟装置还包括配置用于观察装置内的细胞的光学观察 组件。细胞的观察可以包括细胞移动或T细胞增殖或两者的组合。细胞移动可以是免疫细 胞(例如树突细胞)从一个隔室移动到另一隔室。光学观察组件可以位于任一隔室中或隔 室间流体连接中。在一个实施方式中，该装置包括用于高通量筛选的与互连微流体通道一起多路复 用的(multiplexed)多个免疫模块。本专利技术的另一方面包括用于检测对测试剂的免疫反应的方法，包括提供免疫模 拟系统，所述系统包括配置用于培养生物屏障的屏障组件、配置用于培养免疫细胞的免疫 组件，和该屏障组件和免疫组件之间的一个或多个组件间微流体连接；在该系统的屏障组 件中培养生物屏障；在该系统的免疫组件中培养免疫细胞；将测试剂应用到该生物屏障； 和监控免疫细胞以检测对测试剂的免疫反应。该装置和方法中使用的生物屏障可以选自皮肤、角膜、肺内层、胃肠道内层、泌尿 生殖道内层和人造皮肤。在一个实施方式中，生物屏障为包含培养的角质化细胞的人造皮 肤。生物屏障还可进一步包括真皮层。在一个实施方式中，检测到的免疫反应为延迟型接 触性超敏反应。免疫细胞可以是任何免疫细胞，例如T细胞和树突细胞或来自淋巴结的免疫细 胞。在一个实施方式中，免疫细胞包括T细胞，且生物屏障包括人造皮肤和进一步包括树突 细胞。在另一实施方式中，在免疫组件中包含的唯一细胞包括T细胞，且在评估过程中，树 突细胞可以迁移到免疫组件中，作为响应于测试剂的超敏反应的指征。可以使用该装置来评估测试剂引起免疫或超敏反应的能力。可以测试的一些测试 剂包括药物、化妆品、营养品、合成化学品、香料、润滑剂、肥皂、洗发水、发用产品、防晒剂、 洗液或油。监控免疫细胞可以包括监控T细胞的增殖。在另一实施方式中，监控免疫细胞包 括监控树突细胞的迁移。在一个实施方式中，可以使用一个或多个光学观察窗口来监控细 胞的速率或量和/或T细胞增殖的速率和量。可以使用其他方式来监控树突细胞的迁移和 /或T细胞的增殖。通过引用引入本说明书中提到的所有出版物、专利和专利申请均通过引用方式结合在本文中， 就好像各出版物、专利和专利申请均具体地和单独地通过引用方式结合在本文中。附图简述本专利技术的新的特征特别表述在所附权利要求书中。通过参考表明示例性实施方式 (其利用了本专利技术的原理)的以下具体描述和所附附图，可以更好地理解本专利技术的特征和 优势附图说明图1为免疫模拟系统的一个实施方式的示意图。图2为免疫模拟系统的一个实施方式的透视图。5图3为免疫模拟系统的屏障组件的透视图。图4为包括免疫细胞和梯度的免疫模拟系统屏障组件的透视图。图5为包括免疫细胞的免疫模拟系统免疫组件的透视图。图6为免疫模拟系统的一个实施方式的截面图。图7为包括泵、控制器和贮库的免疫模拟系统的集成实施方式的透视图。图8为显示与用于本专利技术的扫描传感系统的装置通讯的代表性示例逻辑装置的 框图。图9为显示试剂盒的代表性例子的框图。 具体实施例方式本文描述的本专利技术涉及模拟生物屏障中的免疫功能。典型的生物屏障包括但不限 于动物和人的皮肤、角膜、肺内层(lining)、胃肠道内层和泌尿生殖道内层。在进一步具体描述本专利技术之前，可以理解的是，这些专利技术不局限于所描述的特定 的方法、装置、溶液或设备，因为这些方法、装置、溶液或设备当然可以发生变化。还可以理 解的是，本文所用的术语仅意图用于描述特定的实施方式，并不意图限制本专利技术的范围。除非上下文明确表明存在其他含义，所使用的单数形式“一”和“该”包括复数含 义。当提到数值范围时，可以理解的是，还具体公开了该范围的所述上限和下限之间 的介于其间的各整数数值及其各分数，以及该数值之间的各子范围。任何范围的上限和下 限可以独立地被包括在范围内或被排本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种超敏模拟装置，包括：配置用于培养构成生物屏障的细胞的第一培养隔室；配置用于培养免疫细胞的第二培养隔室；所述第一和第二隔室之间的一个或多个隔室间的微流体连接；和配置用于观察所述装置内的细胞的光学观察组件。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：ML亚穆斯，R弗雷德曼，
申请(专利权)人：休雷尔公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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