Микрочип-лёгкое поможет предсказать и победить следующую пандемию

Иллюстрация микрочипов лёгкого, созданных из iPSC. Автор: KyotoU / Yokokawa lab

Респираторные инфекции, такие как COVID-19, становились причиной множества пандемий и создавали значительную нагрузку на системы здравоохранения. Подобные вирусы могут наносить серьёзный ущерб лёгким, особенно проксимальной области (дыхательным путям) и дистальной области (альвеолам).

Реакции разных участков лёгких на такие инфекции разнообразны и сложны, поэтому их точное воспроизведение с помощью традиционных моделей (например, животных или простых in vitro систем) представляет собой серьёзную проблему.

Чтобы решить эту задачу, команда исследователей из Киотского университета разработала микрофизиологическую систему (MPS), способную имитировать различные участки человеческих лёгких. В частности, их устройство может моделировать дыхательные пути и альвеолы для изучения вирусных патологий. В сочетании с изогенными iPSC (индуцированными плюрипотентными стволовыми клетками) команда готовится к более персонализированному и точному лечению респираторных заболеваний.

«Наши микрочипы лёгких, созданные из iPSC, позволяют моделировать различные реакции проксимальных и дистальных участков лёгких на респираторные вирусные инфекции, используя изогенный источник», — заявляет ведущий автор исследования Сачин Ядав, аспирант Киотского университета.

Исследование команды предоставляет более точную платформу для изучения ткане- и вирус-специфических механизмов заболеваний, а также для оценки эффективности лекарств. Кроме того, их подход открывает значительные перспективы в борьбе с будущими пандемиями.

«Полученные данные можно использовать для создания моделей других человеческих органов и мультиорганных систем, что облегчит изучение взаимодействий между органами», — отмечает руководитель группы Рюдзи Йококава.

«Возможность точно воспроизводить вариации реакции организма на разные вирусы и участки лёгких может значительно углубить наше понимание новых вирусов и ускорить ранний скрининг лекарств», — говорит старший исследователь Такеши Нода.

«Интеграция iPSC в нашу MPS даёт беспрецедентные преимущества, включая персонализированную медицину и изогенные модели», — добавляет Шимпей Гото, ещё один старший член команды.

Эта система микрочипов имеет потенциал применения не только для вирусных инфекций, но и для развития персонализированной медицины, позволяя использовать iPSC конкретных пациентов для изучения других заболеваний.

Источники: sciencedaily.com, материалы предоставлены Киотским университетом.