ფრენსის კრიკის ინსტიტუტის (Francis Crick Institute) მკვლევრებმა, კომპანია AlveoliX-თან თანამშრომლობით, შექმნეს ადამიანის ფილტვის პირველი მოდელი ჩიპზე, რომელიც სრულად ერთი დონორის ღეროვანი უჯრედებისგან შედგება. აღნიშნული ტექნოლოგია საშუალებას იძლევა, ლაბორატორიულ პირობებში ზუსტად იქნას იმიტირებული სუნთქვის პროცესი და კონკრეტული ადამიანის ორგანიზმში დაავადების განვითარების დინამიკა.
კვლევა, რომელიც ჟურნალ Science Advances-ში გამოქვეყნდა, მნიშვნელოვანი წინგადადგმული ნაბიჯია პერსონალიზებული მედიცინისა და ინფექციური დაავადებების, მათ შორის ტუბერკულოზის (TB), შესასწავლად.
აქამდე არსებული „ფილტვი ჩიპზე“ (lung-on-chip) მოდელები სხვადასხვა ადამიანისგან აღებული ან კომერციულად ხელმისაწვდომი უჯრედების ნაზავისგან მზადდებოდა. ეს ართულებდა იმის გაგებას, თუ როგორ პროგრესირებს დაავადება კონკრეტული ინდივიდის ორგანიზმში.
ახალი მოდელი კი მთლიანად გენეტიკურად იდენტური უჯრედებისგან შედგება. მეცნიერებმა ერთი დონორის ღეროვანი უჯრედებისგან მიიღეს ფილტვის ალვეოლური და სისხლძარღვოვანი უჯრედები, რომლებიც სპეციალურ პლასტიკურ ჩიპზე განათავსეს.
იმისათვის, რომ ლაბორატორიული გარემო მაქსიმალურად მიახლოებოდა ადამიანის ორგანიზმის რეალურ პირობებს, მეცნიერებმა რამდენიმე მნიშვნელოვანი ტექნოლოგიური გადაწყვეტა გამოიყენეს.
პირველ რიგში, უზრუნველყოფილი იქნა ფილტვისთვის დამახასიათებელი რიტმული მოძრაობა. კომპანია AlveoliX-ის მიერ შექმნილი სპეციალიზებული აპარატურა ჩიპს სამგანზომილებიანად ჭიმავს, რაც სუნთქვის პროცესის იმიტაციას ახდენს. ეს მექანიკური ზემოქმედება ხელს უწყობს უჯრედების სწორ განვითარებას და ისეთი სტრუქტურების ფორმირებას, რომლებიც აუცილებელია ფილტვის ფუნქციონირებისთვის.
გარდა ამისა, მოდელში ინტეგრირებული იყო სრულყოფილი იმუნური პასუხის მექანიზმი. მკვლევრებმა ჩიპში დაამატეს მაკროფაგები: სპეციალური იმუნური უჯრედები, რომლებიც ასევე იმავე დონორის ღეროვანი უჯრედებისგან იქნა მიღებული. ამან მეცნიერებს საშუალება მისცა დაკვირვებოდნენ, თუ როგორ ურთიერთქმედებს ერთი კონკრეტული ადამიანის იმუნური სისტემა ინფექციასთან.
დაბოლოს, ამ სისტემის გამოყენებით მოხდა ტუბერკულოზის სიმულაცია. სისტემაში ბაქტერიის შეყვანით მკვლევრებმა შეძლეს დაავადების განვითარების უხილავი, ადრეული ეტაპების შესწავლა. დაკვირვებამ აჩვენა, რომ ინფიცირებიდან ხუთი დღის შემდეგ ფილტვის დამცავი ბარიერი დაირღვა, რაც ზუსტად ასახავს დაავადების რეალურ სურათს და გზას უხსნის ახალი სამკურნალო მეთოდების გამოცდას.
კვლევის ავტორის, მაქს გუტიერესის თქმით, ეს მეთოდი ამცირებს ცხოველებზე ტესტირების საჭიროებას და საშუალებას იძლევა, წინასწარ განისაზღვროს, რამდენად ეფექტური იქნება ესა თუ ის ანტიბიოტიკი კონკრეტული პაციენტისთვის.
მეცნიერები გეგმავენ მოდელის კიდევ უფრო დახვეწას და მის გამოყენებას სხვა რესპირატორული ინფექციებისა თუ ფილტვის კიბოს გამოსაკვლევად.
წყარო: Science.org
