Ученые создали кишечник на чипе

Специалисты из американского института бионики Вайса создали чип, который в миниатюре воспроизводит структуру, физиологию и механику человеческого кишечника, в том числе - рост нормальной микрофлоры внутри него. 

Крошечный полуживой аппарат призван значительно ускорить биомедицинские исследования. С его помощью ученые намерены моделировать различные кишечные расстройства и проверять действие экспериментальных лекарств. В центральной камере чипа на гибкой пористой мембране исследователи разместили внеклеточный матрикс и вырастили один слой эпителиальных клеток кишечника человека. Они смоделировали кишечный барьер. Данная мембрана была закреплена на боковой стенке, способной растягиваться и сжиматься с помощью подключенного вакуумного насоса. Такая циклическая деформация имитировала волнообразные перистальтические движения, которые перемещают пищу по желудочно-кишечному тракту. 

В данных условиях, сообщают авторы работы, эпителий создал плотный барьер с крошечными складками, как в настоящем кишечнике. На поверхности культивируемых клеток биологам также удалось вырастить бактерии, типичные для кишечного тракта человека. Причем исследования показали, что эти бактерии влияют на работу органа. И эти микробы смогли оставаться в чипе больше недели без вреда для себя или человеческих клеток. Наконец, новая схема воспроизвела интерфейс между различными тканями кишечника, что позволяет двум различным жидкостям независимо протекать выше и ниже слоя клеток. Так была сымитирована рабочая среда на одной стороне кишечной стенки и поток крови, бегущей через капилляры - на другой. 

По мнению разработчиков, новый прибор является более точной альтернативой нынешним лабораторным методам имитации кишечника - клеточным культурам в чашках Петри или животным-моделям. Кишечник на чипе поможет смоделировать многие аспекты метаболизма в такой сложной системе, различные отклонения в работе органа, а также поможет проверить токсичность или действенность тех или иных препаратов, их динамику.