Cellular microfluidic technologies for biomodeling of pathological processes

Abstract

Стремительный технический прогресс способствует появлению все новых подходов в клеточной биологии, одним из них является клеточная микрофлюидика. Применение технологий микрофлюидики открыло новые возможности по культивированию, прецизионному анализу и манипулированию как популяциями клеток, так и отдельными клетками. Основой новой технологии является микрофлюидный чип - миниатюрное устройство, содержащее систему микро- и наноканалов, полостей, мембран и других элементов. Возможность прецизионного управления пространственным расположением клеток и их микроокружением предоставляет уникальные и беспрецедентные возможности для биомоделирования in vitro фунциональных элементов органов и тканей. В данном обзоре приведены примеры построения и применения таких трехмерных микрофлюидных клеточных моделей для анализа протекающих в них физиологических и патологических процессов. Особое внимание уделено влиянию клеточного микроокружения клетки на её функционирование. Significant technological progress has brought new approaches to cell biology. Using microfluidic technologies has opened new opportunities for cultivation, analysis, and manipulation of both individual cells and their populations. The basis of the new technology is a microfluidic chip, a miniature device containing a system of micro- and nanochannels, cavities, membranes, and other elements. The precise control of spatial arrangement of cells and their microenvironment opens new prospects for in vitro biomodeling of functional elements of organs and tissues. This review shows examples for construction and application of such three-dimensional microfluidic cellular models for analysis of physiological and pathological processes. Particular attention is paid to the influence of cellular microenvironment on cell functioning.