Akceptuję
W ramach naszej witryny stosujemy pliki cookies w celu świadczenia państwu usług na najwyższym poziomie, w tym w sposób dostosowany do indywidualnych potrzeb. Korzystanie z witryny bez zmiany ustawień dotyczących cookies oznacza, że będą one zamieszczone w Państwa urządzeniu końcowym. Możecie Państwo dokonać w każdym czasie zmiany ustawień dotyczących cookies. Więcej szczegółów w naszej Polityce Prywatności

Zamknij X
Horyzont
Strona główna Nowe technologie
Dodatkowy u góry

Organy na chipach zrewolucjonizują medycynę?



Specjaliści z Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering na Harvard University zaprezentowali miniaturowe urządzenie, które umożliwia symulację pracy ludzkich płuc. Dzięki swojemu "lung-on-a-chip" byli w stanie symulować potencjalnie śmiertelny obrzęk płuc i badać toksyczność leków oraz szukać nowych sposobów leczenia. Uczeni udowodnili w ten sposób, że technologia "organs-on-chips" może w przyszłości zastąpić tradycyjne metody badań nad schorzeniami i lekami.

Wielkie koncerny farmaceutyczne poświęcają wiele czasu i olbrzymie sumy pieniędzy na badania nad hodowlami komórek czy eksperymenty na zwierzętach. Jednak metody te bardzo często zawodzą i nie pozwalają na stwierdzenie, jaki wpływ na człowieka mogą mieć leki czy metody leczenia - mówi doktor Donald Ingber, założyciel Wyss Institute.

Układ "lung-on-a-chip" zbudowany jest z przejrzystego elastycznego polimeru, który zawiera kanaliki wyprodukowane tradycyjnymi metodami wykorzystywanymi w przemyśle półprzewodnikowym. Dwa z tych kanalików są przedzielone cienką, elastyczną i porowatą membraną. Z jednej strony jest ona pokryta ludzkimi komórkami z płuc. Z drugiej strony umieszczono komórki ludzkich naczyń włosowatych. Od strony komórek płucnych przemieszcza się powietrze, od strony komórek naczyń włosowatych - płyn symulujący krew. W kanalikach sąsiadujących z tymi opisywanymi powyżej tworzona jest próżnia, dzięki czemu można symulować działanie ludzkich płuc podczas oddychania.

Doktor Dongeun Huh z Wydziału Medycyny Uniwersytetu Harvarda i Szpitala Dziecęcego w Bostonie wykorzystał opisywany chip do testowania interleukiny-2 (IL-2). To lek przeciwnowotworowy, który ma bardzo poważny efekt uboczny - może spowodować śmiertelny obrzęk płuc.

Gdy IL-2 wstrzyknięto w umieszczony na chipie kanał z "krwią", płyn ją symulujący przeciekł przez membranę, przedostając się do kanału z powietrzem, zmniejszając w ten sposób ilość transportowanego tlenu. Przez membranę przedostały się też obecne w płynie proteiny z plazmy krwi, powodując powstanie zakrzepów. Na "lung-on-a-chip" zaszły zatem te same niekorzystne zjawiska, jakie zachodzą u pacjentów, którym podawana jest IL-2.
Jednak urządzenie umożliwiło zaobserwowanie jednego zdumiewającego zjawiska, którego istnienia dotychczas nie podejrzewano. Okazało się, że sam akt oddychania znacznie wzmacnia działanie uboczne IL-2. Po uruchomieniu systemu tak, by symulował oddychanie, proces przeciekania płynów przyspieszył aż trzykrotnie. Później potwierdzono te spostrzeżenia podczas testów na zwierzętach. Tak więc już wstępne prace z nowym układem wskazały na niezwykle użyteczne rozwiązanie. Niewykluczone, że w przypadku pacjentów, którzy otrzymują IL-2 i są jednocześnie podłączeni do respiratora należy ustawić maszynę tak, by ruchy płuc były jak najmniejsze, co może zmniejszyć efekty uboczne leku.

Naukowców najbardziej cieszy jednak fakt, że układy typu "organs-on-chip" będzie można prawdopodobnie wykorzystać do badania nowych leków. Uczeni przetestowali bowiem na swoim urządzeniu lek blokujący kanał receptora waniloidowego TRPV4 i dowiedzieli się, że może on zapobiegać obrzękowi płuc. Wspomniany lek, rozwijany obecnie przez GlaxoSmithKline, jest właśnie testowany na zwierzętach i badania te dowiodły, że zapobiega on obrzękowi spowodowanemu wadą serca.

W ciągu nieco ponad dwóch lat przeszliśmy od wstępnego projektu układu "lung-on-a-chip" do zaprezentowania działającego urządzenia, które ma potencjał symulowania złożonych chorób. Wierzymy, że w przyszłości tak właśnie mogą wyglądać prace nad rozwojem lekarstw - mówi doktor Ingber.

Prace naukowców zostały sfinansowane przez Narodowe Instytuty Zdrowia, Food and Drug Administration, DARPA oraz Wyss Institute.

Źródło: http://www.naukawpolsce.pap.pl/


Tagi: lungs-on-a-chip, układ, symulacja, leki, obrzęk płuc, badania, IL-2, lab, laboratorium, laboratoria
Drukuj PDF
wstecz Podziel się ze znajomymi

Informacje dnia: Lepsze zrozumienie ekspresji genów Diamentowy Grant 2018 Nowa droga wydzielania białek UŚ: pierwszy lot badawczy mobilnego laboratorium Beztlenowy reaktor do oczyszczania ścieków Nagrodzono najlepsze koła naukowe Lepsze zrozumienie ekspresji genów Diamentowy Grant 2018 Nowa droga wydzielania białek UŚ: pierwszy lot badawczy mobilnego laboratorium Beztlenowy reaktor do oczyszczania ścieków Nagrodzono najlepsze koła naukowe Lepsze zrozumienie ekspresji genów Diamentowy Grant 2018 Nowa droga wydzielania białek UŚ: pierwszy lot badawczy mobilnego laboratorium Beztlenowy reaktor do oczyszczania ścieków Nagrodzono najlepsze koła naukowe

Partnerzy

GoldenLine Fundacja Kobiety Nauki Job24 Obywatele Nauki NeuroSkoki Portal MaterialyInzynierskie.pl Biomantis Uni Gdansk MULTITRAIN I MULTITRAIN II Nauki przyrodnicze KOŁO INZYNIERÓW PB ICHF PAN FUNDACJA JWP NEURONAUKA BIOOPEN 2016 Mlodym Okiem Nanotechnologia Lodz Genomica SYMBIOZA 2017 Podkarpacka Konferencja Młodych Naukowców UAM CISNIENIE POZNAN Polski Instytut Rozwoju Biznesu Analityka Nauka w Polsce CITTRU - Centrum Innowacji, Transferu Technologii i Rozwoju Uniwersytetu Akademia PAN Chemia i Biznes Farmacom Świat Chemii Forum Akademickie Biotechnologia     Geodezja „Pomiędzy naukami – zjazd fizyków i chemików” WIMC WARSZAWA 2016 Konferencja Biomedyczna Projektor Jagielloński Instytut Lotnictwa EuroLab