Бірегей модел бір адамнан алынған тіндердегі тыныс алуды, иммундық реакцияны және туберкулездің бастапқы кезеңдерін көз алдыңа әкеліп, дербес (индивидтік, яғни, әр науқасқа тән аурудың ерекешілігін, даму кезеңін, т.б. факторларды ескере отырып, ем-дом қолдануға) терапияға жол ашады. Бұл жайында islam.kz порталы Science Advances мерзімді басылымына сілтеме жасай отырып мәлім етеді. Фрэнсис Крик атындағы институт (Ұлыбритания) ғалымдары AlveoliX биотехнологиялық компаниясымен бірлесіп, толығымен бір адамның діңгекті жасушаларынан әзірленген «чиптегі өкпе» моделін әзірледі. Айрықша жүйе тыныс алу қозғалысын және өкпе ауруларының, соның ішінде туберкулездің ерте кезеңдерін көз алдыңа әкеліп, науқасқа дәрілерді дербес тағайындауға жол ашады. Өкпедегі кішкентай ауа қаптары - альвеолдар газ алмасуда негізгі рөл атқарады және тыныс алғанда ішке енетін патогендерден қорғаудың алғашқы шебі ретінде қызмет атарады. Инфекцияның өкпе тіндерімен қалай өзара әрекеттесетінін зерттеу үшін ғалымдар «чиптегі ағза» технологиясын - ағзалардың жұмысын имитациялайтын каналдары мен бөліктері бар миниатюралық құрылғыларды пайдаланады. Осы уақытқа дейiн «чиптегi өкпе» моделi түрлi донорлар мен коммерциялық желiлер жасушаларының қоспасынан жасалған, сондықтан олар организмнiң жеке ерекшелiктерiн дәл ұсына алмады. Жаңа зерттеуде ғалымдар алғаш рет бір донордың индукцияланған плюрипотентті діңгекті жасушаларынан алынған генетикалық ұқсас жасушаларды ғана пайдаланды.

Ауруды имитациялау

Индукцияланған плюрипотентті діңгекті жасушалар (iPSC) - зертханада діңгекті жасуша қалпына қайта «бағдарламаланған» ересек адамның жасушалары. Бастапқыда мұндай жасушалар, мысалы, тері немесе қан түрінде болуы мүмкін. Арнайы факторлардың көмегімен ғалымдар оларды организм жасушаларының кез келген түріне - бұл жағдайда өкпенің альвеолярлық эпителиалдық жасушаларына, тамырлардың эндотелийлеріне және иммундық жасушаларға қайта айналуға қабілетті күйіне қайтарады. Бұл ретте iPSC нақты донор гендерінің толық жиынтығын сақтайды. Ғалымдар I және II типтегі альвеолярлық эпителия жасушаларын, сондай-ақ, ауа қапшығының кедергісін қалыптастыра отырып, AlveoliX чипінің ішіндегі өте жұқа мембрананың әр жағында өсірілген қан тамырлары жасушаларын алды. Тыныс алуды имитациялау үшін құрылғы ырғақты үш өлшемді созылу қимылдарын жасайды. Бұл газ алмасу үшін үстіңгі беттің ауданын ұлғайтатын альвеолдың маңызды элементі - микроворсинкалардың пайда болуына ықпал етеді, яғни, ынталандырады. Содан кейін жүйеге сол донордың діңгекті жасушалардан алынған иммундық жасушаларды қосып, туберкулез бактерияларын енгізді. Зақымданған үлгілерде зерттеушілер тірі жасушалармен қоршалған некротикалық орталығы бар (өкпеде туберкулез инфекциясының ерте сатыларында пайда болатын құрылым) макрофагтардың қалай шоғырланатынын бақылады. Олардың «чиптегі өкпе» моделінде пайда болуы жүйенің өз кезегінде туберкулездің ерте, әлі клиникалық белгілері байқалмайтын кезеңдеріндегі адам альвеолаларында болып жатқан шынайы процестерді көз алдыңа әкеледі. Инфекциядан кейін бес күннен соң эпителиалдық және эндотелиалдық кедергілер бұзылды, ал бұл альвеол функциясының бұзылғанын көрсетеді.

Ғылым мен медицинада не үшін қажет мұндай жүйе?

Бұл бағыттағы зерттеуге жетекшілік еткен Макс Гутьеррес есімді ғалымның айтуынша, мұндай чиптер, әсіресе, жануарларға арналған тәжірибеге балама бола алатын жағдайларда маңызды. Айрықша жүйе жануарлар мен адамдар арасындағы айырмашылықтарды болдырмай, адам инфекцияларын дәл моделдеуге мүмкіндік береді.