Модель отека легких воссоздали на чипе

10-04-2013

Модель отека легких воссоздали на чипе
Южноамериканские ученые воссоздали модель отека легких на полимерном чипе с внедрением клеток организма человека.»Эта модель отека легких может быть использована для идентификации новых терапевтических агентов in vitro», — подчеркнул доктор медицинских наук, директор Института биоинженерии Висса и ведущий автор исследования Дональд Ингбер (Donald Ingber).

Ингбер и его коллеги стремятся к тому, чтобы разработанные в институте модели органов-на-чипе — сердца, кишечника, почек и легких — постепенно смогли бы стать заменой испытанию лекарств на животных. «Ведущие фармацевтические компании проводят большое количество времени и тратят неограниченное количество средств на культуры клеток и на тестирование новых лекарств на животных. Но эти методы зачастую не способны предсказать влияние лекарственных агентов на организм человека», — подчеркнул Ингбер.

Нижний канал выступает в роли кровеносного сосуда — по нему протекает жидкость, имитирующая кровь; по верхнему каналу движется воздушный поток. Дыхательный цикл имитирует вакуумный насос, после включения которого вся система воссоздает сжатие и расширение легких при дыхании.

При отеке легких плазма крови через стены капилляра просачивается в воздухоносную часть легкого, а конкретно в соединительную ткань (интерстиций). Обычно поступающая в интерстиций жидкость ликвидируется лимфатической системой, но при появлении отека через капилляры проникает слишком много плазмы, которую лимфатическая система уже не успевает удалить.

Однако в процессе эксперимента было сделано два немаловажных открытия. Во-первых, исследователи пришли к выводу, что иммунная система не задействована в возникновении отека при лечении интерлейкином-2.

Во-вторых, ученые установили, что активизация дыхательных процессов при отеке легких способствует увеличению количества жидкости, проникающей в интерстиций через стенку капилляра, более чем втрое. Впоследствии они подтвердили это открытие в экспериментах на модельных животных.

Именно этот процесс воссоздали ученые с помощью своей модели.
Идентичность поведения искусственно созданной модели и легких человека была доказана экспериментально.

Для этого исследователи использовали противораковый химиотерапевтический препарат под названием интерлейкин-2, одним из побочных эффектов применения которого является возникновения отека легких.
Ученые ввели препарат в жидкость, протекающую по имитирующему капилляр каналу, после этого «плазма» начала проникать через мембрану в воздухоносную часть системы — так же, как это происходит при развитии отека легких.

Создатели работы окрестили свою модель, разработанную для тесты новых фармацевтических препаратов, «легкие на чипе». Результаты исследовательских работ ученых из Института биоинженерии Висса (Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering) при Гарвадском институте размещены в журнальчике Science Translational Medicine.

«Легкие на чипе» представляют собой параллелепипед, изготовленный из прозрачного, гибкого полимера. Снутри параллелепипеда друг над другом размещены два канала, разбитые узкой пористой мембраной, с одной стороны выстланной клеточками легких, с другой — клеточками стен капилляров.Медицина 2.0 (www.med2.ru)

Читайте также: