Szpik kostny w chipie

Opracowano następny “organ w chipie”. Harvard's Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering stworzył model szpiku kostnego, który odwzorowuje funkcje, strukturę oraz budowę swojego naturalnego odpowiednika. Urządzenie to pozwoli na badanie wpływu toksycznych związków oraz promieniowania na szpik z pominięciem eksperymentów na zwierzętach.

Opracowano model szpiku kostnego, który posiada taką samą jak naturalny szpik,  zdolność do hematopoezy, różnorodność komórkową, strukturę, funkcję oraz wrażliwość na leki czy promieniowanie.

Chip może być wykorzystany przy rozwijaniu efektownych i bezpiecznych strategii w ochronie lub leczeniu śmiertelnych efektów działania promieniowania oraz w przyszłości do tymczasowego utrzymania szpiku u chorych na raka, którzy poddawani są terapiom niszczącym tę tkankę. 

Naukowcy z Wyss Institute Postdoctoral Fellow Yu-suke Torisawa and Spina umieścili wysuszone sproszkowane kości w otwartej formie w kształcie pierścienia o wielkości monety, którą wszczepili zwierzętom pod skórę na plecach. Po 8 tygodniach usunięto kość wytworzoną w miejscu formy, której struktura wyglądała identycznie jak struktura kości myszy oraz zawierała wszystkie typy komórek krwi i odporności. Skonstruowany układ umieszczono w urządzeniu mikrofluidalnym, które stale zapewnia składniki odżywcze i usuwa odpady, naśladując krążenie, dzięki czemu tkanka jest w stanie przetrwać do 7 dni, co jest wystarczającym czasem dla przeprowadzenia badań efektywności lub toksyczności leków.

Dr. med. Donald Ingber, założyciel i dyrektor Wyss Institute, prowadzi projekt, w którym użyta jest pionierska technologia do budowy małych, złożonych, trójwymiarowych modeli ludzkich narządów, które naśladują ich skomplikowane funkcje oraz strukturę. Instytut Wyss stara się zbudować i połączyć ze sobą dziesięć ludzkich „organów w chipie”, aby naśladować fizjologię całego ciała. Opracowano już modele płuca, nerki, serca oraz jelita, a nad kilkoma innymi organami trwają prace. Połączone modele będą kontrolować przepływ płynów i żywotność komórek, jednocześnie pozwalając na obserwację hodowanych tkanek w czasie rzeczywistym i analizę złożonych funkcji biochemicznych . Oprzyrządowanie "człowiek- w-chipie" będzie używane do szybkiej oceny odpowiedzi na potencjalne nowe leki, dostarczając istotnych informacji na temat ich bezpieczeństwa i skuteczności.

Aby zbudować organ w chipie w przeszłości zespół z Instytutu Wyss łączył różne typy komórek danego organu w mikrofluidalnym chipie, na przykład w modelu płuca umieszczono dwie warstwy żywych tkanek – komórki wyścielające pęcherzyki płucne i naczynia krwionośne, które je otaczają. Powietrze jest dostarczane do komórek płuc, pożywka hodowlana płynie kanałem kapilarnym naśladując krew, a cykliczne mechaniczne rozciąganie imituje oddychanie.

Inne jednostki badawcze również zajmują się tworzeniem modeli ludzkich „organów w chipie”. Między innymi The Vanderbilt Institute for Integrative Biosystems Research and Education obecnie pracuje nad jednostką nerwowo-naczyniową, mięśniem brodawkowatym serca oraz barierą siatkówka-krew.

Urządzenia te mają zastąpić zwierzęta w badaniach rozwoju leku oraz jego toksyczności na poszczególne organy.

źródło: http://biotechnologia.pl/biotechnologia/aktualnosci/szpik-kostny-w-chipie,14054?utm_source=mainpage&utm_medium=biotechnologia_box&utm_campaign=production