РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Оно живое: Легкое-на-чипе

Исследователи из Гарвардского института создали устройство, имитирующее живое, дышащее человеческое легкое на чипе. Устройство размером с ластик работает подобно настоящему человеческому легкому и сделано на основе живых клеток легочных тканей и кровеносных сосудов.
Тэги:
Оно живое: Легкое-на-чипе

Полупрозрачное устройство дает возможность взглянуть на работу человеческого легкого, не вторгаясь внутрь организма. Оно может стать ценным инструментом для изучения влияния экологических токсинов и действия медицинских препаратов. В результате могут быть значительно упрощены клинические исследования многих медикаментов, которые на данный момент могут стоить более 2 млн. долларов для одного вещества.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Возможность использования «легкого-на-чипе» для прогнозирования поглощения взвешенных в воздухе частиц и имитировать воспалительные реакции, вызванные патогенными микроорганизмами, является доказательством работоспособности концепции, согласно которой «органы-на-чипе» в будущем смогут заменить многие клинические исследования на животных.

С каждым вздохом воздух поступает в легкие, заполняя микроскопические пузырьки, называемые альвеолами, после чего кислород поступает в кровь через тонкие, гибкие проницаемые мембраны клеток легочной ткани. Именно эта трехслойная система — клетки легких, гибкий проницаемый внеклеточный матрикс и кровеносные капилляры — выполняет основную задачу легких. Более того, эта «троица» распознает «интервентов», таких как вдыхаемые бактерии и токсины, и активизирует иммунный ответ.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Поместив два слоя живых тканей — альвеолы и капилляры — на основу из пористого, гибкого материала, ученые из Гарварда реализовали новый подход к тканевой инженерии. Воздух поступает в клетки, по капиллярам течет насыщенная питательная среда, имитирующая кровь, а циклические растяжения имитируют дыхание. Устройство было создано при помощи инновационной микротехнологии, использующей химически чистую резину.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Чтобы проверить, насколько реакция созданного ими устройства на «вторжение извне» соответствует естественной, ученые заставили его «вдохнуть» кишечную палочку E.coli. Одновременно с этим в «кровь» были введены белые кровяные клетки.

Клетки легких обнаружили присутствие бактерий и активировали клетки капилляров, которые, в свою очередь, вызвали иммунный ответ. В результате белые кровяные клетки смогли достичь воздушной камеры и уничтожить «непрошеных гостей».

Введение во «вдыхаемый» воздух наноразмерных частиц, подобных находящимся в воздухе и в некоторых промышленных продуктах, привело к проникновению этих частиц в клетки легких. Результатом стало повышенное образование свободных радикалов и воспалительный процесс. Некоторые из «вдыхаемых» наночастиц были обнаружены в «кровеносной системе». Исследователи выяснили, что циклическое растяжение тканей в процессе дыхания значительно увеличивает количество проникающих в кровь частиц. Результаты были подтверждены исследованием на мышах.

Ученые работают над созданием других «органов-на-чипе», в том числе кишечника и костного мозга, а также модельных раковых опухолей. Существует и используется в исследованиях «сердце-на-чипе», а в перспективе планируется объединять подобные органы в системы, имитирующие часть человеческого организма. Например, система из модельных «сердца» и «легких» позволила бы проверять не только эффективность медицинских аэрозолей, но и отсутствие побочных эффектов, влияющих на сердце.

Загрузка статьи...