Vargonų kūrimas ant lusto

Farmacijos įmonių bandymai su vaistais yra pažeisti, o Donaldas Ingberis turi idėją, kaip tai ištaisyti.

Mokslininkai paprastai išbando galimus vaistus su gyvūnais, tačiau dažniausiai gyvūnų prognozės nepasiteisina, kai junginys bandomas su žmonėmis, sako Ingberis, Harvardo universiteto Wyss instituto direktorius. Žinoma, atlikti pirminius žmonių tyrimus yra pernelyg pavojinga. Jis sako, kad mūsų siūlomas sprendimas yra atlikti tyrimus su žmogaus ląstelėmis, bet ne tik su lėkštelėje esančiomis ląstelėmis – ląstelėmis, kurios turi organines struktūras ir funkcijas.

Ši istorija buvo mūsų 2012 m. liepos mėn. numerio dalis

• Žr. likusią numerio dalį
• Prenumeruoti

Kad tai pasiektų, Ingberis ir jo komanda kuria mikroskopinių prietaisų žvėryną, kuris labiau atkartoja tikrų žmogaus organų struktūras ir aplinką nei paprastas kultūros patiekalas.

Pirmasis Wyss instituto organas buvo kvėpuojantis plautis mikroschemoje. Skaidrus nykščio dydžio prietaisas pagamintas iš ląstelėms nekenksmingų medžiagų ir yra platforma žmogaus plaučių ląstelėms auginti. Maži kanalai perpjauna įrenginį. Oras ir skystis teka per centrinius kanalus, kuriuose auga plaučių ląstelės, ir kadangi prietaisas yra lankstus, mokslininkai gali taikyti vakuuminį slėgį šoniniams kanalams, kad centriniai kanalai išsiplėstų ir susitrauktų – panašiai kaip žmogaus plaučiai. Komanda parodė, kad tokios mechaninės jėgos veikia ląstelių elgseną. Plaučių ląstelių atveju mechaninis kvėpavimas padeda joms sugerti oro kameroje tekančias daleles.

Visai neseniai institutas sukūrė žmogaus žarnyną mikroschemoje. Centrinis prietaiso kanalas, išklotas žmogaus ląstelėmis, gali būti veikiamas bangų pavidalo judesių, kurie imituoja žarnyno judėjimą virškinimo metu. Luste ląstelės sudaro pirštų pavidalo struktūras, žinomas kaip gaureliai, kurie yra svarbūs maistinių medžiagų ir kitų junginių įsisavinimui. Šios struktūros nesusiformuoja, kai ląstelės auginamos lėkštelėje, o tai rodo, kad ląstelės įrenginyje jaučiasi kaip namie. Mokslininkai taip pat gali augti įprastas žarnyno bakterijas kartu su žarnyno ląstelėmis kanale. Kultūros lėkštelėje bakterijos dažniausiai aplenkia žmogaus ląsteles, sako Ingber; dabar galime tyrinėti daug sudėtingesnes sąveikas.

Kiekvienas organą primenantis lustas suteikia tyrėjams galimybę tyrinėti žmogaus ląsteles natūralesnėje aplinkoje ir išbandyti, kaip jos reaguoja į vaistus ir toksinus. Tačiau Ingberis siekia didingesnės vizijos, kurioje keli lustai yra sujungti. Ingberis ir jo bendradarbiai mano, kad sujungę širdies, plaučių, žarnyno, inkstų ir kitų mikroskysčių versijas, jie galės geriau ištirti, kaip organizmas apdoroja įvairius junginius ir reaguoja į juos.

Vienas iš vykdomų projektų su Wyss fakulteto nariu Kevinu Kit Parker yra įkvepiamų vaistų neigiamas poveikis širdžiai bandymas – tai ilgalaikė narkotikų atradimo problema. Toksiškumas širdžiai iš tikrųjų yra didžiausia vaistų nesėkmės priežastis, nepaisant to, kam jie skirti, sako Ingber.

paslėpti