Инженеры из Колумбийского университета представили первый в мире чип, на котором размещено сразу несколько связанных друг с другом органов, выращенных из человеческих тканей. Описание разработки опубликовано в журнале Nature Biomedical Engineering.
Группа исследователей из Колумбийской школы инженерных и прикладных наук и Медицинского центра Колумбийского университета представили чип, состоящий из сконструированных человеческих сердца, кости, печени и кожи. Отдельные органы связаны между собой сосудистым потоком с циркулирующими иммунными клетками.
Авторы работы говорят, что серьезной проблемой было обеспечение связи между тканями при сохранении их индивидуальных фенотипов. Исследователи создали для выращенных тканей индивидуальную среду и имитировали сосудистые потоки, которые переносят циркулирующие клетки и биологически активные факторы. Инженеры отмечают, что рециркуляция сосудистого потока позволяет органам общаться так же, как они это делают в человеческом теле.
«Поскольку мы сосредоточены на использовании моделей тканей, полученных от пациентов, мы должны индивидуально вырастить каждую ткань, чтобы она функционировала таким образом, чтобы имитировать реакции, которые вы могли бы увидеть у пациента, и мы не хотим жертвовать этой расширенной функциональностью при соединении нескольких тканей», — говорит Кейси Рональдсон-Бушар, соавтор исследования.
Разработчики создали тканевые модули, каждый в своей оптимизированной среде, и отделила их от общего сосудистого потока избирательно проницаемым эндотелиальным барьером. Индивидуальные тканевые среды сообщаются через эндотелиальные барьеры и через сосудистую циркуляцию. Исследователи также ввели в сосудистое кровообращение моноциты, дающие начало макрофагам, из-за их важной роли в управлении тканевыми реакциями на травмы, заболевания и терапевтические результаты.
Инженеры отмечают, что все ткани были получены из одной и той же линии индуцированных человеком плюрипотентных стволовых клеток, полученных из небольшого образца крови. Такой подход открывает возможности для индивидуальных исследований для конкретных пациентов.
Ученые продемонстрировали работу модели для исследования лекарства от рака. Ученые воздействовали на свою модель при помощи доксорубицина, противоопухолевого препарата. Измеренные эффекты повторили те, о которых сообщалось в клинических исследованиях лечения рака с использованием этого препарата.
Для нас это огромное достижение: мы потратили десять лет, провели сотни экспериментов, изучая бесчисленное количество отличных идей и создавая множество прототипов, и теперь, наконец, мы разработали эту платформу, которая успешно отражает биологию взаимодействия органов в организме человека.
Гордана Вуняк-Новакович, руководитель проекта, профессор Колумбийского университета, профессор биомедицинской инженерии и медицинских наук Фонда Микати
Читать далее
Посмотрите на «бесшумный» дрон с ионным двигателем нового поколения
Самцы древних трилобитов пристегивали самок во время спаривания
У России и США есть самолеты Судного дня: как и куда они полетят в случае конца света