В лондонской лаборатории задышало «легкое-на-чипе», полностью созданное из клеток одного человека, что открывает новые горизонты в лечении туберкулеза
Впервые создана полноценная «дышащая» модель легкого, полностью созданная из клеток одного человека. Об этом 1 января сообщили исследователи из лондонского Института Фрэнсиса Крика и швейцарской компании AlveoliX.
Разработка представляет собой «легкое-на-чипе» — миниатюрную систему, точно имитирующую ключевые функции человеческих альвеол, включая механическое движение при дыхании. Её уникальность в использовании индуцированных плюрипотентных стволовых клеток (iPSC), полученных от одного донора. Это создало генетически идентичную клеточную экосистему, свободную от проблемы «несовпадения» клеток из разных источников, которая ограничивала предыдущие модели.
Как отметил руководитель лаборатории взаимодействия патогена и хозяина при туберкулезе в Институте Крика Макс Гутьеррес, такой подход критически важен для воссоздания человеческих физиологических систем без использования животных, чья анатомия и иммунный ответ сильно отличаются.
Модель помещена на чип, который с помощью ритмичного трехмерного растяжения имитирует дыхательные движения. Это механическое напряжение необходимо для правильного формирования ключевых клеточных структур, например, микроворсинок.
Для исследования туберкулеза на чип добавили иммунные клетки (макрофаги) того же донора и ввели бактерии. В результате ученые в реальном времени наблюдали ранее скрытые ранние этапы инфекции, включая образование «некротических ядер» — скоплений погибших иммунных клеток — за несколько дней до разрушения легочного барьера.
По словам постдокторанта лаборатории Джексона Лука, туберкулез развивается медленно, и между заражением и симптомами могут пройти месяцы, поэтому возможность увидеть начальные стадии болезни крайне ценна.
Новая технология открывает путь к персонализированной медицине, позволяя тестировать, например, антибиотики на модели с конкретным генетическим профилем. В перспективе метод может быть применен для изучения других респираторных заболеваний, включая грипп, COVID-19 и рак легких.