Američtí vědci modelují několik orgánů na čipu velikosti mikrosklíčka

Američtí vědci pracují na objevu, který může znamenat převrat v medicíně. Nově vyvinuté čipy mají pomoci v boji proti vážným nemocem, jako je například rakovina.

Výzkumníci z Inženýrské školy Kolumbijské univerzity ve spolupráci s kolegy z Irving Medical Center vyvinuli systém orgánu umístěný na čipu. Skládá se z tkání lidského srdce, jater, kostí a kůže a také z cirkulujících imunitních buněk, které napodobují fyziologii lidského těla.

Role tkání

Inženýrské tkáně pomáhají zkoumat působení a postup nemoci i působení jednotlivých léků. Lidské tělo je však systém tkání, které nepracují izolovaně, ale vzájemně mezi sebou komunikují. Vědci tedy nyní pracují na vývoji systémů typu orgán na čipu, které dokážou napodobit lidské tělo a poskytují více informací o tom, jak nemoci postupují a o vlivu léků na organismus.

Speciální čip

Systém, který napodobuje lidské tělo, takzvaný multi-organ-on-a-chip vyvinutý výzkumníky má velikost mikroskopického sklíčka. Skládá se z lidského srdce, kostí, jater a kožních tkání, z nichž každá je jedinečná svým embryonálním původem, strukturními a funkčními vlastnostmi a vyžaduje své vlastní nezávislé prostředí. Orgánové tkáně jsou všechny propojeny cévním tokem imunitních buněk. Zatímco růst a dozrávání tkáňového typu trvalo čtyři až šest týdnů, vědci byli poté schopni udržet tyto tkáně v jejich individuálním prostředí po další čtyři týdny.

Budoucnost boje s vážnými nemocemi?

Během tohoto období vědci studovali účinky protirakovinného léku doxorubicinu, který je mezi pacienty široce používán a je o něm známo, že má nežádoucí účinky. Tým vyvinul výpočtový model pro simulaci absorpce, distribuce, metabolismu a sekrece léku na multiorgánovém čipu a ověřil jeho přesnost studiem metabolismu doxorubicinu. Výsledky odhalily počáteční nárůst kardiotoxicity, hlavního vedlejšího účinku léku. Multiorgánový čip přesně předpověděl kardiotoxicitu a kardiomyopatii, které často vyžadují, aby lékaři snížili terapeutické dávky doxorubicinu, nebo dokonce ukončili léčbu. Výpočtové modely mohou být použity i v budoucích studiích k přesné predikci vedlejších vlivů léků.

Tým v současné době používá varianty čipu ke studiu metastáz u rakoviny prsu, prostaty, leukémie, účinků ischémie na jiné orgány a také vlivu infekce SARS-CoV-2 na srdce, plíce a cévní systém.

Zdroj: Interesting Engineering