Целью является создание микрофлюидной чипа ко-культуры плосоклеточного рака ротовой полости и эндотелиальных клеток сосудов для проверки взаимодействия двух типов клеток и использования чипа для тестирования эффективности химиотерапевтических и антиангиогенных препаратов. Методика: был разработан двухслойный PDMS-чип с пористой мембраной из поли-пара-ксилола в качестве разделителя. В верхнюю камеру засевали человеческие эндотелиальные клетки пупочной вены (HUVEC), а в нижнюю – клетки плоскоклеточного рака языка человека (WSU-HN6). Выполнен гидродинамический анализ с расчетом относительного давления, скорости потока и силы сдвига внутри чипа. Были установлены условия одиночной культуры и ко-культуры для HUVEC (верхний слой) и HN6 (нижний слой). Клетки HUVEC разделили на группу одиночной культуры (контрольную) и группу ко-культуры с HN6 в нижнем слое. Аналогично клетки HN6 поделили на одиночную культуру и ко-культуру с HUVEC в верхнем слое. С помощью qRT-PCR определяли уровни экспрессии мРНК сосудистого эндотелиального фактора роста (VEGF), молекулы клеточной адгезии-1 (ICAM-1) и интерлейкина-8 (IL-8) у HUVEC. Иммунофлуоресцентное окрашивание выявляло экспрессию VE-кадгерина, измеряли сопротивление межклеточных контактов для оценки барьерной функции HUVEC, а тест на формирование сосудов оценивал способность HUVEC образовывать трубочки. Активность клеток HN6 измеряли с помощью набора CCK-8, а qRT-PCR выявлял уровни мРНК VEGF, основного фактора роста фибробластов (bFGF), N-кадгерина, E-кадгерина и виментиновой белка. Иммунофлуоресцентное окрашивание выявляло маркеры эпителиально-мезенхимального перехода (EMT), скарификационный тест проверял миграционную способность HN6, а TUNEL-окрашивание выявляло апоптоз. Результаты: при скорости потока среды в 100 мкм/с на входе в чип моделировались физиологические условия. В группе ко-культуры у HUVEC уровни мРНК VEGF и ICAM-1 значительно повысились (P<0.01), количество соединений и общая длина трубочек в сосудистом эксперименте значительно увеличились (P<0.05 и P<0.01), уменьшилась трансэндотелиальная электрическая сопротивляемость, а VE-кадгерин изменил морфологию. qRT-PCR показал, что активность HN6 в ко-культуре не изменилась по сравнению с одиночной культурой, однако уровни мРНК VEGF и N-кадгерина значительно увеличились (P<0.05), а E-кадгерина – значительно снизились (P<0.05). Иммунофлуоресцентное исследование показало, что белковая экспрессия маркеров EMT соответствует результатам qRT-PCR: Vimentin (P<0.001) и N-кадгерин (P<0.01) значительно повысились, а E-кадгерин значительно снизился (P<0.05). Скорость заживления царапин у HN6 в ко-культуре через 24 ч была значительно выше, чем при одиночной культуре (P<0.01), а добавление бевацизумаба тормозило клеточную миграцию (P<0.0001), причем эффект был дозозависимым. Бевацизумаб не имел цитотоксического действия на HN6 и не изменял их чувствительность к химиопрепаратам. Вывод: разработанный двухслойный микрофлюидный чип может имитировать взаимодействие между HN6 и HUVEC и использоваться для скрининга лекарств.

плосоклеточный рак ротовой полости; микрофлюидный чип; эндотелиальные клетки сосудов; ко-культура