Keuhkofibroosille on tunnusomaista progressiivinen keuhkojen jäykkyys ja arpia. Arvioiden mukaan lähes 200, 000 ihmistä kärsii Yhdysvalloissa ja yli viisi miljoonaa maailmanlaajuisesti. Puolet sairastuneista kuolee viiden vuoden kuluessa diagnoosista. Progressiivinen kudosten jäykistyminen fibroosissa on myös merkittävä tekijä sydämen vajaatoiminnassa, maksakirroosi, ja munuaissairaus.
Keuhkofibroosissa esiintyvä keuhkojen arpeutuminen on peruuttamatonta, eikä ole olemassa hoitoa, joka voi täysin pysäyttää taudin etenemisen. Tällä hetkellä, vain kaksi lääkettä voivat hidastaa tautiprosessia, pirfenidoni ja nintedanibi. On tunnistettu useita uusia ehdokashoitoja, jotka voisivat pysäyttää tai jopa kääntää prosessin. Kuitenkin, niiden testaaminen on vaikeaa ja kallista, koska tauti kehittyy hitaasti eläinmalleissa tai ihmisen kliinisissä kokeissa.
Tämän ongelman ratkaisemiseksi joukko bioinsinöörejä New Yorkin osavaltion yliopistosta Buffalosta ja Toronton yliopisto Kanadassa ovat kehittäneet keuhkokudoksen sirulle, jolla on fibroottisen keuhkokudoksen ominaisuuksia. Kansallisen biolääketieteellisen kuvantamisen ja biotekniikan instituutti (NIBIB) rahoitti ainutlaatuisen mikrokudosjärjestelmän kehittämisen alustana fibroosilääkkeiden testaamiseen, ja siitä raportoidaan lehdessä Luonnonviestintä.
Tutkijat käyttivät mikrolitografiaa tulostaessaan pieniä neliöitä, noin ihmisen hiuksen paksuisilla mikropylväillä jokaisen neliön reunojen ympärillä. He keksivät tavan kasvattaa keuhkojen alveolaarista kudosta-pieniä pusseja, jotka täyttyvät ilmassa keuhkoissa-niin, että kudos venytetään trampoliinin tavoin mikropylväiden päälle.
Mikrokudoksia käsiteltiin TGF-beetalla, joka saa kudoksen supistumaan ja jäykistymään. Tämä jäljittelee keuhkojen alveolaarisen kudoksen jäykistymistä ihmisistä, jotka kärsivät sairaudesta, ja taivuttaa mikropylväitä, joka voidaan havaita mikroskoopilla. Tuloksena on keuhkofibroosin mikrokudosmalli.
Mikropylväiden fibroottisen taipumisen rentoutuminen pirfenidoni- ja nintedanibihoidon jälkeen vahvisti, että järjestelmä on luotettava malli keuhkofibroosista, joka reagoi lääkehoitoon.
"Odotamme järjestelmämme nopeuttavan fibroottisten hoitojen kääntämistä laboratorioista klinikalle, "sanoi vanhempi kirjailija Ruogang Zhao, Ph.D., apulaisprofessori Buffalon yliopiston biolääketieteen laitoksella. "Olemme nyt mukauttamassa järjestelmää muiden kalvosairauksien, kuten verkkokalvon fibroosin ja Crohnin tautiin liittyvän suoliston fibroosin, patologian mallintamiseen."