211service.com
Organ-on-a-chip naśladuje śmiertelną chorobę płuc
Naukowcy z Wyss Institute for Biology Inspired Engineering na Uniwersytecie Harvarda wykazali, że ich technologia płuc na chipie może naśladować zagrażającą życiu chorobę płuc. Poinformowali również, że naukowcy mogą odkryć nowe aspekty choroby za pomocą chipa płucnego, którego nie znaleziono w eksperymentach na zwierzętach.
Płuca laboratoryjne: Ciecz i powietrze są pompowane do różnych kanałów tego płuca na chipie, aby naśladować czynność płuc człowieka
ten badanie , opublikowany w dzisiejszym Nauka Medycyna Translacyjna , to pierwsza definitywna demonstracja, że chipy imitujące narządy instytutu, które obejmują jelito, serce i nerkę (patrz Budowanie narządu na chipie), mogą być wykorzystywane do modelowania choroby, a nawet testowania potencjalnych leków.
Urządzenie typu lung-on-a-chip to przezroczysty, elastyczny blok polimeru wielkości kciuka, perforowany dwoma maleńkimi kanałami oddzielonymi cienką membraną. Powietrze przepływa przez jeden kanał, który jest wyłożony ludzkimi komórkami płuc; bogaty w składniki odżywcze płyn, który działa jak substytut krwi, przepływa przez drugi, który jest wyłożony komórkami naczyń krwionośnych. Próżnia przyłożona do chipa przesuwa kanały, aby odtworzyć sposób, w jaki ludzkie tkanki płucne fizycznie rozszerzają się i kurczą podczas oddychania.
Badanie, prowadzone przez Dongeun Huh, współpracownika Wyss Institute, skupiło się na obrzęku płuc, stanie, w którym płyn i skrzepy krwi wypełniają płuca. Może to być spowodowane niewydolnością serca, a także skutkami ubocznymi popularnego leku przeciwnowotworowego. Naukowcy wstrzyknęli lek przeciwnowotworowy do kanału przypominającego naczynia krwionośne i odkryli, że białka płynu i osocza krwi przenikały przez błonę do kanału powietrznego, podobnie jak efekt uboczny leku u pacjentów.
Doprowadziło to do dwóch zaskakujących odkryć, mówi współautor badania i główny naukowiec z Wyss, Geraldine Hamilton. Jednym z nich było to, że układ odpornościowy, który nie był reprezentowany w chipie, nie musiał powodować efektu ubocznego wycieku, jak wcześniej sądzono. Po drugie, zespół odkrył, że kiedy włączyli system próżniowy, aby wytworzyć ruchy przypominające oddychanie, przeciek pogorszył się, co jest kolejnym nieznanym aspektem obrzęku płuc.
Naukowcy pokazują również, że kandydat na lek GlaxoSmithKline może zapobiegać wyciekowi w układzie chipowym (badacze GSK byli również współautorami badania Wyss). W oddzielnym badanie w tym samym numerze z Nauka Tłumaczenia Medycyny, Naukowcy z GSK wykazali na myszach z niewydolnością serca, że ich lek może zmniejszyć obrzęk płuc, pomagając w walidacji układu chipowego, mówi Hamilton. Rzeczywistość jest taka, że zwierzęta będą potrzebne do badań klinicznych przez wiele lat, ale to przybliża nas o krok do znalezienia alternatyw, mówi.
Są sceptycy. Układy narządu na chipie nie mają typowego środowiska, na które dany narząd byłby narażony, takiego jak różne hormony i inne molekularne wskazówki, które stale krążą po ciele organizmu, mówi Michael Hayward, główny naukowiec w Cranbury w stanie New. Firma zajmująca się naukami przyrodniczymi z siedzibą w Jersey Taconic . Hayward, która specjalizuje się w opracowywaniu zwierzęcych modeli ludzkich chorób, zauważa również, że większość chorób obejmuje wiele narządów, a zrozumienie, w jaki sposób różne narządy wchodzą w interakcje powodując stan chorobowy, byłoby poza zasięgiem pojedynczego urządzenia imitującego narząd.
Hamilton przyznaje, że zarówno przemysł, jak i organy regulacyjne będą chciały uzyskać wiele walidacji technologii narządu na chipie przed użyciem jej jako alternatywy dla zwierząt, ale potencjalne korzyści z technologii chipów są widoczne w dzisiejszym badaniu – mówi. Nie tylko naśladujemy odpowiedź kliniczną, ale także odkryliśmy coś nowego. Mówi, że to rzut oka na wpływ, jaki może to mieć na odkrywanie i rozwój leków w przyszłości. Nie tylko możesz zastąpić zwierzę, ale zyskujesz głębszy wgląd.
I pewnego dnia mogą zacząć odpowiadać na obawy Haywarda i innych dotyczące izolowanej natury ich urządzeń. Naszym ostatecznym celem, którym jest wysokie ryzyko, jest nie tylko opracowanie modeli chorób, ale także opracowanie zintegrowanego ciała na chipie, w którym możemy zacząć łączyć te narządy, przybliżając nas o krok do naśladowania całej ludzkiej reakcji. ona mówi.