Novi sustav plućnog tkiva na čipu nudi brzo testiranje potencijalnih antifibrotičkih tretmana

Plućna fibroza jedna je od najčešćih i najozbiljnijih vrsta plućnih bolesti. Sada su istraživači koje financira NIBIB razvili in vitro sustav plućnog tkiva na čipu koji oponaša plućnu fibrozu, nudi brzo testiranje potencijalnih novih anti-fibrotičnih tretmana.

Plućnu fibrozu karakterizira progresivna ukočenost pluća i ožiljci. Procjenjuje se da je blizu 200, 000 pojedinaca oboljelo je u SAD -u, a više od pet milijuna u svijetu. Polovica oboljelih pojedinaca umire unutar pet godina od postavljanja dijagnoze. Progresivno ukrućivanje tkiva pri fibrozi također je značajan faktor u zatajenju srca, ciroza jetre, i bolesti bubrega.

Ožiljci na plućima koji se javljaju kod plućne fibroze su nepovratni i ne postoji liječenje koje može u potpunosti zaustaviti napredovanje bolesti. Trenutno, samo dva lijeka mogu usporiti proces bolesti, pirfenidon i nintedanib. Identificiran je niz novih terapija kandidata koje bi mogle zaustaviti ili čak preokrenuti proces. Međutim, njihovo testiranje je teško i skupo zbog sporog razvoja bolesti na životinjskim modelima ili u kliničkim ispitivanjima na ljudima.

Za rješavanje ovog problema tim bioinženjera sa Državnog sveučilišta New York u Buffalu, i Sveučilište u Torontu u Kanadi razvili su sustav plućnog tkiva na čipu koji ima svojstva fibroznog plućnog tkiva. Razvoj jedinstvenog sustava mikrotiska kao platforme za testiranje liječenja protiv fibroze financirao je Nacionalni institut za biomedicinsko snimanje i bioinženjering (NIBIB), a o tome se izvješćuje u časopisu Nature Communications.

Istraživači su koristili mikrolitografiju za ispis nizova malih kvadrata, s mikro stupovima debljine ljudske kose postavljenim po rubovima svakog pojedinog kvadrata. Osmislili su način za rast alveolarnog tkiva pluća-malih vrećica koje se pune zrakom u plućima-tako da se tkivo rasteže poput trampolina preko mikrostupova.

Mikro tkiva su tretirana TGF-beta, zbog čega se tkivo skuplja i ukrućuje. To oponaša ukrućenje plućnog alveolarnog tkiva kod ljudi koji pate od bolesti, i savija mikrostupove, što se može promatrati pod mikroskopom. Rezultat je mikrofizički model plućne fibroze.

Opuštanje fibrotičnog savijanja mikro stupova nakon tretmana pirfenidonom i nintedanibom potvrdilo je da je sustav pouzdan model plućne fibroze, koji reagira na liječenje lijekovima.

"Očekujemo da će naš sustav ubrzati prijevod antifibrotičkih terapija iz laboratorija u kliniku, "rekao je stariji autor Ruogang Zhao, Dr. Sc., docent na Odsjeku za biomedicinsko inženjerstvo Sveučilišta u Buffalu. "Sada prilagođavamo sustav za modeliranje patologije drugih membranskih bolesti, poput fibroze u mrežnici i crijevne fibroze povezane s Crohnovom bolešću."

• Istraživači otkrivaju razlog zašto mnogi pacijenti s rakom mjehura ne reagiraju na imunoterapiju
• Bolnica NYU Langone-Brooklyn nudi naprednu operaciju uz pomoć robota za liječenje složenih kila