MPS sind innovative, miniaturisierte in-vitro-Modelle, die die Strukturen und Funktionen menschlicher Organe nachbilden. Indem sie die kleinsten funktionellen Einheiten von Organen imitieren und Zellen in eine Mikroumgebung einbetten, die der menschlichen Biologie sehr nahekommt, ermöglichen diese Systeme eine realistischere Untersuchung komplexer biologischer Mechanismen und Prozesse. Forschende können so (patho)physiologische Bedingungen untersuchen und die Auswirkungen verschiedener Einflüsse wie Krankheitserreger, Medikamente, Chemikalien und Umweltgifte auf menschlich relevante Modelle bewerten. Diese fortschrittlichen in-vitro-Methoden bieten nicht nur Alternativen zu Tierversuchen, sondern sind auch wertvolle Ergänzungen, da sie durch die realistischere Nachbildung der menschlichen Biologie völlig neue Möglichkeiten eröffnen, die Forschung voranzubringen.
Die MPS-Technologie umfasst verschiedene Modelltypen, insbesondere Organ-on-a-Chip- und Organoid-Ansätze. Organoide sind dreidimensionale, multizelluläre in-vitro-Gewebe, die sich durch die Differenzierung von Stamm- oder Vorläuferzellen selbst zusammenfügen und menschliche Gewebestrukturen nachbilden. Organ-on-a-Chip-Modelle hingegen kombinieren Zellbiologie, Mikrostrukturierung und Gewebeherstellung, um miniaturisierte Organstrukturen in mikrofluidischen Plattformen zu schaffen. Diese Modelle bieten eine kontrollierte Mikroumgebung und umfassen eine blutgefäßähnliche Perfusion, wodurch Aspekte der Organ-Dynamik, Funktionalität und (patho)physiologische Reaktionen nachgebildet werden können.
