Dwa zespoły inżynierów biomedycznych z University of Michigan (USA) donoszą na łamach czasopisma “PNAS” o opracowaniu niewielkiego medycznego urządzenia, które naśladuje działanie ludzkich płuc. Mikroczip pomoże w diagnostyce i leczeniu schorzeń układu oddechowego takich jak astma, mukowiscydoza, zapalenie płuc, a nawet niewydolność zastoinowa serca.

Urządzenie zwane “laboratorium na czipie” (ang. lab-on-a-chip) jest plastikową płytką o rozmiarach nie większych niż amerykańska moneta ćwierćdolarowa. Pozwala ono na hodowlę komórek układu oddechowego, które lepiej rosną na mikroczipie niż in vitro w szalkach. Komórki umieszczone w komorze przepływowej są odżywiane specjalnym płynem i łączą się naśladując prawdziwą tkankę, która normalnie znajduje się w prawdziwych płucach.

Mikroczip nie tylko zapewnia prawidłowe wydzielanie białek i ich działanie przez komórki porastające urządzenie, ale również pokazuje, że szumy i dziwne dźwięki, które słyszy się w trakcie badania płuc pacjentów stetoskopem, są w istocie symptomami schorzeń układu oddechowego. Badaczom udało się bowiem odtworzyć charakterystyczne trzaski, które można normalnie usłyszeć, gdy drogi oddechowe są otwarte by zaczerpnąć powietrza i jednocześnie zalega w nich gęsty śluz.

“Pokazaliśmy, że śluz ten może uszkadzać komórki“, powiedział dr. James Grotberg , jeden ze współautorów pracy. Trzaski powstające przy próbie zaczerpnięcia powietrza przez osoby z zalegającym śluzem w płucach wysyłają sygnał stresowy - są niczym fala uderzeniowa - i niszczą sąsiadujące komórki. Za pomocą specjalnego generatora śluzu naśladującego tworzenie się czopów w płucach podłączonego do mikroczipu, badacze wykazali, że w ciągu dziesięciu minut aż 24 procent komórek obumarło.

Prof. Shuichi Takayama, który dowodził badaniami, uważa, że jest to pierwsze tego rodzaju urządzenie, które ma dokładnie takie same wymiary jak wycinek płuc, który naśladuje.

hlbiotech

źródło: Medgadget.com, Universityof Michigan News Service

———————————
Oryginalna publikacja: Dongeun Huh, Hideki Fujioka, Yi-Chung Tung, Nobuyuki Futai, Robert Paine III, James B. Grotberg, and Shuichi Takayama, “Acoustically detectable cellular-level lung injury induced by fluid mechanical stresses in microfluidic airway systems”, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 2007, Published online before print November 15, doi:10.1073/pnas.0610868104

Zobacz również:
- Krótki filmik (w formacie quick time) pokazujący działanie płuc na mikroczipie