Opracowywanie nowych leków w terapii włóknienia płuc nie jest łatwe. Dlaczego? Bo trudno jest naśladować w laboratorium, w jaki sposób choroba niszczy tkanki płucne. Fakt ten zmusza naukowców do stosowania szeregu czasochłonnych i kosztownych technik oceny skuteczności potencjalnych terapii.
Nowa technika badań leków w włóknieniu płuc, opisana w czasopiśmie Nature Communications, może znacząco usprawnić proces testowania eksperymentalnych leków.
Innowacja opiera się na technologii stosowanej do drukowania chipów elektronicznych, fotolitografii. Jedynie zamiast materiałów półprzewodnikowych naukowcy wykorzystali tkanki płucne, otrzymując “płuca na chipie”.
“Oczywiście nie jest to całe płuco, ale technologia może naśladować szkodliwe skutki zwłóknienia płuc (w mikroskali). Ostatecznie, może to zmienić sposób testowania nowych leków, dzięki czemu proces będzie szybszy i tańszy “- mówi główny autor badań Ruogang Zhao z Wydziału Inżynierii Biomedycznej Uniwersytetu w Buffalo w USA.
Dysponując ograniczonymi narzędziami do badania włóknienia, naukowcy z trudem opracowywali lekarstwa na tę chorobę. Do chwili obecnej istnieją tylko dwa leki. Jednak oba leki leczą tylko jeden rodzaj włóknienia płuc: idiopatyczne włóknienie płuc. Istnieje ponad 200 rodzajów włóknienia płuc (według American Lung Association), a dodatkowo włóknienie może również wpływać na inne ważne narządy, takie jak serce, wątroba i nerki.
Korzystając z mikrolitografii, naukowcy wydrukowali drobne, osadzone na krzemie elastyczne filary wykonane z polimeru organicznego, na których umieścili tkankę płucną.
W tak skonstruowanych chipach, naukowcy wywołali włóknienie, wprowadzając białko, które powoduje, że zdrowe komórki płuc stają się chore, co prowadzi do skurczu i usztywnienia tkanki płucnej. To naśladuje bliznowacenie tkanki pęcherzykowej płuc u osób cierpiących na tę chorobę.
Skurcz tkanki powoduje, że elastyczne filary wyginają się, umożliwiając naukowcom obliczenie siły kurczenia się tkanki w oparciu o proste zasady mechaniczne.
Naukowcy przetestowali skuteczność systemu za pomocą leków stosowanych w idiopatycznym włóknieniu płuc. Podczas gdy każdy lek działa inaczej, system wykazał pozytywne wyniki dla obu, sugerując, że technologia “płuco na czipie” może być wykorzystana do testowania różnych eksperymentalnych, potencjalnych metod leczenia włóknienia płuc.
fot. Ruogang Zhao
