Респираторные инфекции, включая COVID-19, продолжают оставаться серьезной угрозой для глобального здравоохранения. Вирусы поражают различные участки легких, вызывая осложнения в дыхательных путях и альвеолах, что затрудняет лечение. Традиционные методы исследования, такие как опыты на животных или упрощенные лабораторные модели, не всегда позволяют точно воспроизвести реакцию человеческого организма. Однако новая разработка японских ученых может изменить ситуацию.
Группа исследователей из Киотского университета создала микрофизиологическую систему (МФС), которая с высокой точностью имитирует работу проксимального и дистального отделов легких. Эта технология, получившая название «легочный чип», позволяет изучать влияние вирусов на разные участки дыхательной системы и тестировать потенциальные лекарства. Особенность разработки в том, что она использует индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (ИПСК), что делает возможным персонализированный подход к лечению.
Наши легочные чипы, полученные из ИПСК, позволяют моделировать реакции разных отделов легких на инфекции, что раньше было крайне сложно. Эта система дает возможность не только изучать механизмы развития заболеваний, но и оценивать эффективность препаратов на ранних стадиях.
Одним из ключевых преимуществ технологии является ее универсальность. Она может быть адаптирована для исследования не только COVID-19, но и других респираторных инфекций, включая грипп и RSV-вирусы. Кроме того, система позволяет анализировать индивидуальные реакции пациентов, что особенно важно для разработки персонализированной медицины.
Еще один важный аспект исследования — возможность интеграции легочного чипа в более сложные системы, имитирующие взаимодействие нескольких органов. Новая платформа может стать основой для создания многоорганных моделей, что откроет новые горизонты в медицине. Шимпей Гото, один из старших исследователей, добавляет, что использование ИПСК в МФС обеспечивает беспрецедентную точность.
Ранее исследователи из Университета Британской Колумбии в Оканагане совершили прорыв в медицине, создав с помощью 3D-биопечати функциональную легочную ткань, которая максимально точно повторяет структуру и свойства человеческого легкого.