Инженеры из Университета Торонто разработали новый способ создания человеческих органов и тканей вне организма. Свою технологию «person-on-a-chip» (дословно с английского «человек на чипе») они назвали AngioChip.
Разработка канадских ученых станет мощной платформой для изобретения и тестирования новых лекарств. Создатели «человека на чипе» рассчитывают, что им удастся усовершенствовать свою технологию настолько, что искусственные ткани и органы смогут в последствие быть использованы для замены или лечения поврежденных частей организма.
Фото: Журнал Nature Materials
Команда исследователей во главе с профессором Милицей Радишич из Университета Торонто относится к тем энтузиастам, которые ищут различные эффективные способы вырастить ткани и органы вне организма человека. Для этого канадские инженеры разработали специальные методы создания «строительных лесов» для выращивания клеток, которые уже на практике показали более высокую эффективность по сравнению с чашками Петри.
В последние время канадские исследователи работают в частности над развитием инновационного метода Biowire, который заключается в выращивании клеток сердца вокруг шелковой нити. Но AngioChip, по словам профессора Радишич, это совершенно новое слово в тканевой инженерии. Использование этого метода позволило ученым получить трехмерную структуру с полным комплектом внутренних кровеносных сосудов.
Фото: EurekAlert!
Для выращивания искусственного сердца был построен помост из полимера POMaC, который является биологически совместимым. Этот каркас состоит из тонких каналов, ширина которых варьируется от 50 до 100 мкм. Слои таких каналов напоминают внешне микрочипы, используемые в компьютерах. Сшивка полимерных слоев в трехмерную систему искусственных кровеносных сосудов производится с помощью ультрафиолетовых лучей.
Когда структура была готова, ученые окунули ее в среду с живыми клетками, которые быстро прикрепились к каналам и начали размножаться, как и в человеческом организме.
На основе своей платформы канадские инженеры смогли создать искусственное сердце и печень, которые по функциональным возможностям идентичны настоящим аналогам, рассказывает журнал Nature Materials. Милица Радишич отметила, что полученная в результате эксперимента печень производит мочевину и метаболизирует лекарства.
Исследователи для испытания синтетического сердца даже провели эксперимент с белыми клетками крови. После того, как они ввели их в искусственные сосуды, белые кровяные тельца начали выдавливаться через щели в стенке сосуда, чтобы достигнуть таким образом ткани или другого органа. Аналогичным образом лейкоциты ведут себя в человеческом организме.
Технология AngioChip может стать ключом к прогрессу в области фармацевтического тестирования. Современные методы проверки медицинских препаратов (тестирование на животных или контролируемые клинические исследования с помощью добровольцев) являются дорогостоящими и проблематичными с точки зрения морали. А вот тестирование с помощью синтетических органов позволит не только получить более совершенные препараты, но и решит описанные выше проблемы.
Радишич также добавила, что видит в технологии AngioChip возможность выращивать ткани и органы для их использования в качестве замены живых аналогов, пострадавших от болезни.
