: 01.04.2017
Цикл «на чипе» – модель женской половой системы
«Органы на чипе» – активно развивающаяся технология создания миниатюрных моделей человеческих органов и их систем. Такой микробиореактор состоит из областей, содержащих живые клетки той или иной ткани, и соединяющих их каналов, по которым прокачивается специальная жидкость, выполняющая функцию крови. Такая конструкция гораздо точнее отражает процессы, происходящие в целом организме, чем клеточные культуры.
Недавно ученые из семи американских институтов, работая в рамках масштабного проекта, направленного на создание «тела на чипе», разработали систему EVATAR – модель женской репродуктивной системы «на чипе»
Система содержит ткани яичников, матки, шейки матки, влагалища и фаллопиевых труб, по которым яйцеклетка проникает в матку, а также печени, которая не относится к половым органам, зато отвечает за метаболизм лекарственных препаратов. Клетки всех органов кроме яичников – человеческие, из операционного материала. Яичники были взяты у мышей, так как получить здоровую ткань яичника человека трудно по этическим причинам. Все «органы на чипе» могут обмениваться сигналами, например, гормональными, через заменяющую кровь жидкость так же, как это происходит в организме.
В организме «высший уровень» контроля циклических процессов в женских половых органах обеспечивают фолликулостимулирующий и лютеинизирующий гормоны гипофиза. В EVATAR их вводили извне в определенных концентрациях по строгому графику, и эти гормоны контролировали выработку в яичниках гормонов эстрогена и прогестерона. Яичники кроме того вырабатывали вещества, которые должны ингибировать выработку гормонов гипофиза по принципу обратной связи.
Ученым удалось добиться того, что, фактически, in vitro воспроизводился полный менструальный цикл. В яичниках EVATAR созревали фолликулы, а в других «органах» за счет вырабатываемых яичниками эстрогена и прогестерона происходили сопутствующие процессы, например, разрастание эндометрия «матки».
Технология «органов на чипе» позволяет моделировать и изучать работу системы в целом, а не только ее отдельных клеток. Это приближает нас к пониманию того, как все происходит в организме «на самом деле», что особенно важно в случае женской репродуктивной системы со сложной регуляцией ее циклического функционирования. Ученые надеются с помощью EVATAR разобраться в механизмах развития таких заболеваний женской половой системы как эндометриоз, фибромы, некоторые виды рака и научиться эффективнее тестировать потенциальные терапевтические подходы к тем заболеваниям, которые обычно лечатся хирургически.
Использование более реалистичной биологической модели, чем клеточные культуры, облегчит тестирование веществ-кандидатов на лекарственные препараты. Позволит на более ранних этапах исследований идентифицировать эффективные соединения и тем самым сократить время проведения исследований и расходы на них. Актуальность технологии «органов на чипе» обусловлена еще тем, что ширится практика отказа от использования в биологических исследованиях лабораторных животных по этическим соображениям.
И, конечно, главная цель разработок «органов на чипе» – создание персонализированных моделей органов, в случае EVATAR – моделей репродуктивной системы конкретных пациенток. Предполагается создание чипа с использованием стволовых клеток (например, индуцированных плюрипотентных стволовых клеток) пациента, на котором можно будет тестировать различные виды лечения и выбирать наиболее подходящий этому конкретному человеку.
Фото: https://www.flickr.com Credit: Yorgos Nikas. Wellcome Images. Сканирующая электронная микроскопия и https://www.flickr.com NIH Image Gallery.
Подготовила Мария Перепечаева
: 01.04.2017 
