Биологи Высшей школы экономики вместе с коллегами из Национального медицинского исследовательского центра акушерства, гинекологии и перинатологии им. В. И. Кулакова используют новейшие микрофлюидные технологии для изучения преэклампсии — одного из самых опасных осложнений беременности.
Преэклампсия начинает проявляться только на поздних сроках беременности, чаще всего высоким артериальным давлением, белком в моче и нарушениями функции органов. Это опасное осложнение затрагивает около 8% всех беременностей в мире.
Несмотря на десятилетия исследований, точные причины заболевания остаются не до конца изученными, так же, как не сформулирован и универсальный метод лечения. Терапия направлена в основном на борьбу с симптомами (снижение артериального давления, поддержание работы органов).
Одним из главных препятствий для ученых является то, что плацента — временный орган, а эксперименты на беременных невозможны по этическим причинам. Не могут помочь и эксперименты на животных, потому что у грызунов плацента формируется по-другому. Поэтому ученые обратились к формированию клеточных моделей — «органов-на-чипе».
Речь идет о создании моделей человеческих органов на маленькой пластине размером с монетку. Сам чип изготавливается из пластика, стекла или кремния. В нем создаются микроканалы разной длины и размера, которые разделяют или смешивают потоки жидкостей. Такой «орган» имитирует обмен веществ и движение жидкостей в реальной части тела.
Технология «плацента-на-чипе», описанная в статье в BioChip Journal, позволяет моделировать кровоток и обмен веществ между матерью и плодом в условиях, близких к реальным. Развитие технологий позволило ученым воспроизводить ключевые процессы заболевания, включая момент формирования плаценты.
Особую ценность представляют модели, которые позволяют имитировать ключевые характеристики преэклампсии. Это позволяет нам не только наблюдать патологический процесс, но и искать способы его корректировки.
На первом этапе изучения преэклампсии нужно создать модель для оценки проницаемости, что важно, например, для подбора лекарств. Второй этап — создание модели с человеческими клетками, чтобы оценить развитие заболевания и индивидуальные риски. Это особенно важно для женщин с высоким риском осложнений, в том числе при ЭКО или отягощенной наследственности.
Такие подходы откроют путь к скринингу потенциальных препаратов, предсказанию течения беременности и индивидуализированным стратегиям вмешательства.
В будущем чиповые технологии могут быть объединены с анализом больших данных, ИИ и автоматизированными платформами тестирования лекарств.
Ранее Наука Mail рассказывала, что в России научились на основе компьютерной модели предсказывать тяжелые болезни органов дыхания до их появления.
