За последние несколько лет, ученые смогли воссоздать точные модели человеческих органов путем внедрения живой ткани в полупроводниковые чипы (микросхемы), что позволяет им изучать воздействие наркотиков и болезней, без испытаний на животных или людях.
Были разработаны подобные органы-на-чипах для имитации работы сердца, легких, кишечника и плаценты. А недавно группа ученых из Гарварда разработала устройство, которое курит сигареты и посылает дым через чип-имитатор верхних дыхательных путей человеческих легких, чтобы оценить насколько эта привычка вредит здоровью.
То, что курить вредно, ни для кого не секрет, но трудно было оценить влияние курения на возникновение хронической обструктивной болезни легких (ХОБЛ). Это заболевание, при котором человек страдает одышкой из-за воспаления мелких бронхов в легких. С использованием привычных методик изучение последствий влияния табачного дыма затруднено. Даже в клинических исследованиях у людей много переменных факторов, которые затрудняют получение абсолютно достоверных данных.
И здесь очень кстати пришлась модель легких на основе чипа. Ученые уже сделали на основе чипа модель больных клеток сердца для того, чтобы изучать новые методы лечения. А в прошлом году команда Института Висса из Гарварда аналогично смоделировала проявление ХОБЛ и астмы в верхних дыхательных путях легких. Работающие над этим проектом ученые разработали машину, которая курит сигареты в манере, очень напоминающей человеческую, и направили дым от нее в дыхательные пути электронных легких, так что дым реалистичным образом взаимодействует с клетками.
«Для того, чтобы перевести в биологические эффекты результаты наблюдения за дыханием и курением мы совместили малые дыхательные пути на чипе с курительной машиной и микрореспиратором, который в программируемые интервалы времени вдыхает и выдыхает небольшие объемы сигаретного дыма и свежего воздуха, проходящие через покрытый эпителием дыхательный канал, достоверно имитируя поведение курильщика», - объясняет Ричард Новак, соавтор исследования.
Клетки, используемые в моделях, были изолированы от здоровых и страдающих ХОБЛ. После того, как они подверглись воздействию густого табачного дыма, ученые смогли изучить различия между здоровыми дыхательными путями и подверженными ХОБЛ более точно и с гораздо меньшим количеством других мешающих факторов.
Вооружившись полученными знаниями исследователи считают, что они могут определить типы клеток, функции клеток и генов, на которые влияет на курение, и как это варьируется между здоровыми и страдающими ХОБЛ легкими. Это трудно сделать в стандартном клиническом исследовании человека, где сравнивают курящих и не курящих пациентов, потому что все пациенты имеют индивидуальные особенности.
Прибор также позволил команде изучать влияние курения на реснички, которые перемещают слизи в дыхательных путях, и в дальнейшем он может быть использован для того чтобы испытать токсичность таких продуктов, как электронные сигареты.
Комментарии
(0) Добавить комментарий