Живой «кишечник на чипе» поможет в разработке новых лекарств

Микроустройство, предложенное сотрудниками биотехнологического института Уэсса (Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering) при Гарвардском университете (Бостон, штат Массачусетс), создано с применением живых клеток человеческого организма и максимально достоверно имитирует трехмерную структуру, физиологию и механику внутренних органов — вплоть до роста микробов в полостном пространстве.

Как утверждают авторы проекта в публикации для журнала Lab on a Chip, такой «кишечник на чипе» представляет более точную альтернативу традиционным культурам клеток и экспериментам на животных. Он позволит получить более детальную картину нарушений функций кишечника, таких как болезнь Крона и язвенные колиты, и оценить эффективность и безопасность потенциальных методов лечения. Кроме того, с его помощью можно тестировать метаболизм и поглощение лекарств и питательных веществ принимаемых перорально.

«Кишечник на чипе» изготовлен из кремниевого полимера и по габаритам не превосходит USB-флэшки. В центральной полости на гибкой пористой мембране нанесен одиночный слой клеток кишечного эпителия воссоздавая кишечный барьер. Мембрана крепится к боковым стенкам, которые пульсируют с помощью вакуумного контроллера и имитируют перистальтические волны. Конструкцией также предусмотрен межтканевый интерфейс, позволяющий жидкостям обтекать слой клеток, моделируя полостную микросреду с одной стороны и течение крови по капиллярным сосудам — с другой.

Новая технология базируется на разработанной в Институте Уэсса платформе «органов на чипе». Два года назад она была успешно применена для создания живой и дышащей модели человеческих легких. Кроме того, институтом получены гранты на разработку сердечно-легочной микромашины для тестирования аэрозольных медикаментов, и «селезенки на чипе» — для отработки методик лечения сепсиса.