Nauka

Zamiast nowych płuc wszczepią Ci czip. Niesamowity wynalazek

Jakub Szczęsny
1

Drodzy Czytelnicy. Jak zapewne wiecie z poprzednich tekstów, otrzymałem "prezent" genetyczny od rodziców w postaci dwóch uszkodzonych genów kodujących alfa-1-antytrypsynę. Jej niedobór w moim organizmie w ogromnym uproszczeniu powoduje, że przede wszystkim moje płuca niszczą się szybciej i są mniej wydolne. Być może i padnie mi kiedyś wątroba. W drastycznych warunkach skończy to się przeszczepem płuc, albo sztucznym płucosercem.

Zdrowe płuca mają to do siebie, że ich drogi oddechowe są zwykle wyłożone cienką warstwą płynu, który utrzymuje wilgotność tkanki. Kiedy jesteśmy chorzy, oskrzela reagują wytwarzaniem znacznie większej ilości płynu, co powoduje zwężenie dróg oddechowych. Wtedy odczuwamy duszności, często kaszlemy i przy okazji również - odkrztuszamy nieprzyjemną, czasami nawet ropną wydzielinę. Normą u mnie jest to, że owa wydzielina zawiera w sobie również krew: zapalenie oskrzeli to rzecz, która przydarza mi się przynajmniej dwa razy w roku.

Badacze, w trakcie czynienia obserwacji nad tym, jak rzeczywiście wyglądają choroby płuc, wpadli na pomysł stworzenia urządzenia mikroprzepływowego, które mogłoby naśladować biomechaniczne funkcje płuc. Trudno jest obserwować patomechanizm na "żywym przykładzie", łatwiej natomiast jest zrobić to za pomocą specjalnego urządzenia. W trakcie jednej z prezentacji, naukowcy umieścili komórki bakteryjne na kanale zawierającym komórki płucne, następnie wprowadzili białe krwinki do kanału zawierającego komórki śródbłonka i pokazali cały proces przylegania komórek odpornościowych, diapedezy (ruch białych krwinek przez ściany kapilar) i fagocytozy (pochłanianie bakterii przez białą krwinkę) w oskrzelach systemu "lung on a chip" / "organ on a chip". Udało im się naśladować bardzo złożone reakcje zachodzące na poziomie organów i obserwować je łatwiej, niż ma to miejsce w przypadku prawdziwego płuca. Kolejna iteracja takiego organu pozwoliła na odtworzenie sił mechanicznych związanych z fizjologicznymi ruchami oddechowymi.

Modele żywych organów w elektronice

Instytut Wyss jak dotąd wytworzył 15 mikrofizjologicznych modeli żywych ludzkich organów, w tym między innymi płuc, jelit, nerek, skóry, szpiku kostnego i bariery krew-mózg. Za ich pomocą testowane są nowe leki oraz obserwowane mechanizmy działania tkanek. Co bardzo istotne, w tych chipach znajdują się typowe dla ludzkiego organizmu komórki, które dzięki mikrofluidyzacji, mają możliwość przeżyć w sztucznym środowisku. Najnowsze leki na raka, choroby układu krążenia lub przewodu pokarmowego, zaburzenia nerwowe i rzadkie schorzenia są niezwykle drogie i takie systemy ochrony zdrowia jak w Polsce, rzadko refundują super-nowoczesne terapie pozwalające na przeżycie: trzeba na to ogromnych pieniędzy. Wszystko jest związane z tym, że zwyczajnie trzeba pokryć wydatki związane ze stworzeniem takich form terapii.

Organy w formie chipów, jak na razie są wykorzystywane głównie do testów terapii oraz leków, jednak innym obiecującym kierunkiem jest skorzystanie z nich w formie zamienników dla części lub całości niewydolnych wcześniej organów. To niesamowite, jak daleko w tych dążeniach jesteśmy i trzeba powiedzieć wprost: jeszcze wiele przed nami, skoro w ciągu tylko dwudziestu lat odbył się tak ogromny postęp w tej dziedzinie.

Dla wielu chorych, którzy albo potrzebują naprawdę skutecznych terapii, albo w ogóle nowych organów - może to być wstęp do większej przeżywalności i znacznego polepszenia ich komfortu życia.

Hej, jesteśmy na Google News - Obserwuj to, co ważne w techu