Objetivo: construir un chip microfluídico de co-cultivo de carcinoma de células escamosas orales y células endoteliales vasculares para validar la interacción entre dos tipos celulares y utilizar el chip para probar la eficacia de medicamentos quimioterapéuticos y antiangiogénicos. Métodos: Se diseñó un chip PDMS de doble capa separado por una membrana porosa de politereftalato de paraxileno; las cámaras superior e inferior fueron sembradas respectivamente con células endoteliales de la vena umbilical humana (HUVEC) y células de carcinoma escamoso de lengua humana (WSU-HN6). Se realizó un análisis hidrodinámico para calcular la presión relativa, la velocidad del flujo y la fuerza de corte dentro del chip. Se establecieron condiciones de cultivo individual y co-cultivo para HUVEC en la capa superior y HN6 en la capa inferior. Las células HUVEC se dividieron en grupo de cultivo individual (grupo control) y grupo de co-cultivo con células HN6 en la capa inferior (grupo de co-cultivo). Las células HN6 también se agruparon en cultivo individual (grupo control) y co-cultivo con células HUVEC en la capa superior (grupo de co-cultivo). Se utilizó qRT-PCR para detectar los niveles de expresión del ARNm del factor de crecimiento endotelial vascular (VEGF), la molécula de adhesión intercelular 1 (ICAM-1) y la interleucina 8 (IL-8) en HUVEC; la inmunofluorescencia detectó la expresión de VE-cadherina, la resistencia transcelular evaluó la función de barrera de HUVEC, y el experimento de formación vascular evaluó la capacidad de formación de tubos de HUVEC. Se utilizó el kit CCK-8 para detectar la viabilidad celular de HN6, y qRT-PCR para detectar los niveles de expresión de ARNm de VEGF, factor de crecimiento fibroblástico básico (bFGF), N-cadherina, E-cadherina y vimentina en HN6; la inmunofluorescencia detectó la expresión de marcadores relacionados con la transición epitelial-mesenquimal (EMT), el experimento de raspado evaluó la migración de células HN6 y la tinción TUNEL evaluó la apoptosis. Resultados: a una velocidad de flujo de medio de 100 μm/s en la entrada del chip, se pudieron simular condiciones fisiológicas de flujo. En el grupo de co-cultivo, los niveles de ARNm de VEGF e ICAM-1 en HUVEC aumentaron significativamente (P<0.01), el número de puntos de unión (P<0.05) y la longitud total de los tubos (P<0.01) en el experimento de formación vascular aumentaron significativamente, la resistencia transcelular disminuyó, y la morfología de VE-cadherina no era completa. Los resultados de qRT-PCR mostraron que en comparación con las células HN6 en cultivo individual, la viabilidad de las células HN6 en co-cultivo no cambió significativamente; sin embargo, los niveles de ARNm de VEGF y N-cadherina aumentaron significativamente (P<0.05), mientras que los niveles de ARNm de E-cadherina disminuyeron significativamente (P<0.05). La inmunofluorescencia mostró que los cambios en la expresión proteica de los marcadores relacionados con la EMT fueron consistentes con los resultados de qRT-PCR: la expresión de proteínas Vimentina (P<0.001) y N-cadherina (P<0.01) aumentó significativamente, mientras que la expresión de E-cadherina disminuyó significativamente (P<0.05). La tasa de curación del raspado de células HN6 a las 24 horas en el grupo de co-cultivo fue significativamente mayor que en el grupo de cultivo individual (P<0.01), y la adición de bevacizumab inhibió la migración celular (P<0.0001), con una mayor inhibición a concentraciones más altas. Bevacizumab no tuvo efectos citotóxicos sobre las células HN6 ni alteró su sensibilidad a los fármacos quimioterapéuticos. Conclusión: el chip microfluídico de doble capa diseñado en este estudio puede simular la interacción entre HN6 y HUVEC, y puede ser utilizado para el cribado de fármacos.

carcinoma de células escamosas orales; chip microfluídico; células endoteliales vasculares; co-cultivo