Крохотный
полуживой аппарат призван значительно ускорить биомедицинские
исследования. С его помощью учёные намерены моделировать различные
кишечные расстройства и проверять действие экспериментальных лекарств.Специалисты
из института бионики Вайса создали устройство, которое в миниатюре
воспроизводит структуру, физиологию и механику человеческого кишечника, в
том числе – рост нормальной микрофлоры внутри него.В
центральной камере чипа на гибкой пористой мембране исследователи
разместили внеклеточный матрикс и вырастили один слой эпителиальных
клеток кишечника человека. Они смоделировали кишечный барьер.Данная
мембрана была закреплена на боковой стенке, способной растягиваться и
сжиматься с помощью подключённого вакуумного насоса. Такая циклическая
деформация имитировала волнообразные перистальтические движения, которые
перемещают пищу по желудочно-кишечному тракту. В данных условиях,
сообщают авторы работы, эпителий создал плотный барьер с крохотными
складками, напоминающими таковые в настоящем кишечнике.
На
поверхности культивированных клеток биологам также удалось вырастить
бактерии, типичные для кишечного тракта человека. Причём опыты показали,
что эти бактерии, как и в настоящем кишечнике, влияют на работу органа.
И эти микробы смогли оставаться в чипе больше недели без всякого вреда
для себя или человеческих клеток.Наконец,
новая схема воспроизвела интерфейс между разными тканями кишечника,
позволяющий двум разным жидкостям независимо протекать выше и ниже слоя
клеток. Так была сымитирована рабочая среда на одной стороне кишечной
стенки и поток крови, бегущий через капилляры — на другой.
По
мнению разработчиков, новый прибор является более точной альтернативой
нынешним лабораторным методам имитации кишечника – клеточным культурам в
чашках Петри или животным-моделям.Кишечник
на чипе поможет смоделировать многие аспекты метаболизма в такой
сложной системе, различные отклонения в работе органа, а также поможет
проверить токсичность или действенность тех или иных препаратов, их
динамику.Добавим,
что полимерный и отчасти живой мини-кишечник создан в рамках более
крупного институтского проекта под названием «Орган на чипе». Его
первенцем были лёгкие на чипе, представленные в 2010 году.Сейчас
же в разработке института Вайса находятся комбинированная микромашина
«сердце — лёгкие» и селезёнка на чипе, передаёт Gizmag. Ну а детали
строения нынешнего прибора можно найти статье в журнале Lab on a Chip.