Chip może pomóc opracować nowe metody leczenia POChP

Zespół naukowców opracował chip, który może przetestować skutki palenia na komórkach dróg oddechowych płuc.

Głównym autorem badania był Kambez H. Benam z Instytutu Wyss dla Inżywnierii Inspirowanej Biologią na Uniwersytecie Harvarda w Bostonie. Zespół opublikował szczegóły badania w czasopiśmie "Cell Systems".

Według Światowej Organizacji Zdrowia przewlekła obturacyjna choroba płuc (POChP) jest obecnie na czwartym miejscu na liście najbardziej śmiercionośnych schorzeń. W Polsce na POCHP choruje ok. 2,5 mln osób, a rocznie umiera ok. 15 tys.

Chorobę diagnozuje się najczęściej u osób po 40 roku życia, które aktywnie palą tytoń lub paliły przez wiele lat, jednak spośród osób palących może zachorować ok.30-40 proc.

Naukowcy wiedzą, że POChP jest głównie powodowana przez palenie tytoniu, jednak nieznany jest konkretny mechanizm, w jaki dochodzi do zachorowania.

"Ponieważ powszechnie stosowane zwierzęta laboratoryjne (np. myszy i szczury) oddychają przez nos, ich przydatność do badań z użyciem dymu, zarówno z tradycyjnych papierosów, jak i e-papierosów, jest [...] dyskusyjna" - zauważają autorzy.

Dodają, że badania kliniczne na ludziach są najbardziej bezpośrednim sposobem pomiaru skutków narażenia na dym, ale nawet one mają swoje ograniczenia.

Aby wypełnić tę lukę, Benam i jego zespół stworzyli chip dróg oddechowych, urządzenie wykonane z przezroczystego, elastycznego kauczuku składającego się z żywych komórek wyściełających małe drogi oddechowe ludzkich płuc.

"Nazwaliśmy je chipem, bo dostosowaliśmy metody produkcji komputerowych mikrochipów do tworzenia bardzo małych wydrążonych kanałów, które wypełniliśmy żywymi komórkami ludzkimi" - mówi starszy autor badania Donald Ingber, z Instytutu Wyss.

Komórki dróg oddechowych na chipie mają zdolność do różnicowania, specjalizacji produkcji śluzu i rozwijania rzęsek – przypominające włosy zgrubienia, które sprawiają, że śluz przemieszcza się po drogach oddechowych.

11 najlepszych sposobów na rzucenie palenia

Chcesz rzucić palenie, ale czy wiesz dlaczego? Slogan „Palenie jest niezdrowe” tu nie wystarczy. Aby zyskać motywację, potrzebujesz osobistego, potężnego...

Zespół tłumaczy, że górny kanał chipu jest tam, gdzie komórki są hodowane w drogach oddechowych. Kanał ten umożliwia przepływ powietrza przez komórki. Komórki następnie przechodzą do dolnego kanału, który przypomina układ naczyniowy.

Chip jest podłączony do generatora dymu opracowanego przez zespół, który jest sterowany przez program komputerowy do symulacji różnych sposobów palenia. Maszyna może się zaciągnąć dymem papierosowych, wypuścić go i oddychać normalnie pomiędzy każdym zaciągnięciem.

Układ jest podłączony do membrany, symulującej microrespirator, który zaciąga powietrze i dym przez komórki dróg oddechowych i wypuszcza go z powrotem.

Anglicy kupią e-papierosy na receptę. A co zmieni się w Polsce?

Mieszkańcy Wielkiej Brytanii dostają szansę, żeby kupować papierosy elektroniczne z refundacją. Wystarczy recepta. W naszym kraju brzmi to co najmniej...

W swoich badaniach zespół wykorzystał swoje urządzenie, aby przetestować działanie dymu papierosowego i oparów e-papierosów na komórki dróg oddechowych pobranych od zdrowych ludzi i osób z POChP.

Gdy komórki oddechowe były narażone na działanie dymu papierosowego, naukowcy byli świadkami zmian w ekspresji genów i ścieżek, które chronią przed stresem oksydacyjnym, które są porównywalne do reakcji obserwowanych u ludzi palących.

Co więcej, zespół zidentyfikował nieprawidłową aktywność rzęsek w komórkach dróg oddechowych po ekspozycji na dym papierosowy, zapewniając szersze spojrzenie na sposób uszkadzania płuc przez palenie.

Po ekspozycji na opary e-papierosów, zespół zidentyfikował zmiany w funkcjonowaniu rzęsek podobne do tych spowodowanych przez ekspozycję na dym papierosowy, choć było mniej dowodów, że opary z e-papierosów zmieniają ścieżki redukcji stresu oksydacyjnego.

Benam i zespół twierdzą, że ich chip dróg oddechowych posiada wiele zalet w porównaniu do innych modeli stosowanych do oceny wpływu palenia na płuca.

Na przykład, może monitorować skutki licznych sposobów palenia na komórki dróg oddechowych oraz odnosi się do problemów z oddychaniem prezentowanymi przez gryzonie i jest w stanie wykazać, progresję choroby u ludzi w wyniku ekspozycji na dym.

Co ważne, naukowcy twierdzą, że ich chip dróg oddechowych może otworzyć drzwi do nowych metod leczenia POChP.

Zespół planuje teraz stworzyć bardziej szczegółowy chip dróg oddechowych, który będzie zawierał różne rodzaje komórek dróg oddechowych, w tym komórki odpornościowe. Zespół twierdzi, że może to pozwolić na zrozumienie odpowiedzi immunologicznej na palenie.

Marta Pawlak, 11 miesięcy temu

Newsy

Komentarze

Pomocni lekarze

Artykuły Newsy
Newsy

Miłość do koni mogła ją zabić!

Miłość do koni mogła ją zabić!

Sport to zdrowie? Każdy z nas ma pasję. I o ile czytanie książek, zbieranie znaczków czy monet nie wiąże się z większym niebezpieczeństwem, o tyle są hobby, które mogą zagrażać zdrowiu, a nawet życiu. Z pewnością należy do nich skakanie na bungee, motocross,...

Newsy

Nowe odkrycie naukowców. Jagody blushwood lekarstwem na raka

Nowe odkrycie naukowców. Jagody blushwood lekarstwem na raka

Jagody blushwood Naukowcy z QIMR Berghofer właśnie odkryli, że substancja z owocu, który rośnie wyłącznie w Australii może wspomóc walkę z rakiem. Niedawno opublikowali wyniki trwających 8 lat badań w czasopiśmie naukowym "PLOS ONE". Badacze mówią, że...

Newsy

Nietypowe rzeczy, które utknęły w ciele w 2016 r.

Nietypowe rzeczy, które utknęły w ciele w 2016 r.

Dziwne przedmioty Rzeczy, które mogą utknąć w jamach ciała człowieka są naprawdę zadziwiające. Bardziej jednak dziwi fakt, jak to się wszystko tam znalazło... U.S. Consumer Product Safety Commission wydało listę przedmiotów w ciele, z którymi zgłaszali...

Newsy

Depresja może być leczona lekami przeciwzapalnymi

Po ustaleniu, że układ immunologiczny odgrywa ważną rolę w ochronie zdrowia psychicznego, badacze uzyskali kolejne dowody, że leki, które redukują stan zapalny w wielu chorobach autoimmunologicznych, mogą również pomóc w leczeniu objawów depresji. Kierownik...

Newsy

Czy kręgarz przyniesie ulgę w migrenie?

Ludzie cierpiący z powodu migreny często poszukują pomocy u kręgarza, ale nowe badanie sugeruje, że ulga w bólu może być efektem placebo. Kiedy badacze zastosowali na pacjentach prawdziwą formę chiropraktyki (kręgarstwa) oraz jej fałszywą wersję,...