COVID-19 ve diğer akciğer rahatsızlıklarına yönelik yeni tedavileri test etmek için geliştirilmiş 3 boyutlu ‘çip üzerinde akciğer’ modeli

0
30

Kredi: CC0 Public Domain

Küresel olarak, akciğer yetmezliği önde gelen ölüm nedenlerinden biridir. Astım, kronik obstrüktif akciğer hastalığı, grip, pnömoni ve son zamanlarda COVID-19 dahil olmak üzere birçok durum akciğerleri etkileyebilir ve bunlara zarar verebilir. Solunum yolu hastalıklarını daha iyi anlamak ve yeni ilaçları daha hızlı geliştirmek için Brigham ve Kadın Hastanesi’nden araştırmacılar, siz nefes alırken oksijen alan küçük hava keseleri olan distal akciğer ve alveolar yapıların 3 boyutlu “çip üzerinde akciğer” modelini tasarladılar. Bu yenilikle araştırmacılar, COVID-19 viral partiküllerinin hava yollarından nasıl geçtiğini ve pulmoner hücreleri nasıl etkilediğini aktif olarak inceliyorlar. Bilhassa, bu teknoloji bilim insanlarının remdesivir gibi çeşitli COVID-19 tedavilerinin virüsün kopyalanmasını nasıl etkilediğini araştırmasını sağlar. Sonuçları Proceedings of the National Academy of Sciences’da yayınlandı.

Brigham Tıp Bölümü ve Tıp Mühendisliği Bölümü’nden biyomühendis yardımcı olan Y. Shrike Zhang, “Bunun gerçek bir yenilik olduğuna inanıyoruz” dedi. “Bu, COVID-19 araştırmaları için antiviral ilaçlar da dahil olmak üzere birçok biyolojik mekanizmayı ve terapötik ajanı test etmek için kullanılabilen, insan alt akciğerinin türünün ilk örneği olan bir in vitro modeldir.”

COVID-19 için tedavileri anlamak ve geliştirmek, zaman ve kaynak yoğun olan insan klinik denemelerini gerektirir. Çipte akciğer gibi daha iyi laboratuvar modelleriyle, araştırmacılar ilaçları çok daha hızlı değerlendirebilir ve klinik deneylerde başarılı olma olasılığı en yüksek olan ilaç adaylarını seçmeye yardımcı olabilir.

Zhang ve meslektaşları, insan uzak akciğerinin biyolojik özelliklerini yansıtmak için bu teknolojiyi geliştirdiler. Önceki modeller düz yüzeylere dayanıyordu ve çoğu zaman alveollerin eğriliğini içermeyen ve insan dokusundan çok daha sert olan plastik malzemelerden yapılmıştı. Araştırmacılar, bu yeni modeli insan alveolar dokusunu daha temsil eden malzemelerle oluşturdular ve bu 3B alanlarda hücre büyümesini teşvik ettiler.

Modelin etkinliğini test ederken, araştırmacılar, 3D alveolar akciğerin hücreleri birkaç gün içinde etkili bir şekilde büyüttüğünü ve bu hücrelerin hava yolu yüzeylerini yeterince doldurduğunu buldular. Bilim adamları, genom dizileme yoluyla, alveolar akciğer modelinin önceki 2D modellere göre insan distal akciğerine daha çok benzediğini gözlemlediler. Ek olarak, çipteki akciğer modeli, insanlar için normal frekansta hava solumalarını başarılı bir şekilde uyardı.

Zhang’ın araştırma ekibi, COVID-19’un ötesinde, bu teknolojiyi çeşitli akciğer kanserleri de dahil olmak üzere çok çeşitli akciğer koşullarını incelemek için kullanmayı planlıyor. Bilim adamları, sigaranın akciğerler üzerindeki etkisini çoğaltmak için, dumanın modelin hava odalarına girmesine izin verdiler ve ardından bir solunum olayını simüle ederek dumanı akciğerlerin derinliklerine doğru hareket ettirdiler. Oradan dumanın etkisini ve neden olduğu hücre hasarını ölçtüler.

Zhang, bu yeniliğin akciğer hastalıklarını inceleme ve tedavi etme olanaklarını büyük ölçüde genişletme potansiyeline sahip olmasına rağmen, bu modelin hala erken aşamalarında olduğunu söyledi. Şu anda, bir çip üzerindeki alveolar akciğer, akciğerde bulunan 42 hücre tipinden yalnızca ikisini içerir. Gelecekte, araştırmacılar, modeli insan akciğerlerini klinik olarak daha iyi temsil etmek için modele daha fazla hücre türü eklemeyi umuyorlar.

Zhang, ileride COVID-19 varyantlarının hava yollarında nasıl seyahat edebileceğini ve pulmoner hücreleri ve COVID-19 tedavilerini nasıl etkileyebileceğini incelemeyi umuyor. Bu modeli bağırsaklar gibi diğer 3B organlarla birlikte kullanmanın, araştırmacıların ağızdan alınan ilaçların alt akciğerlerdeki hücreleri nasıl etkilediğini incelemelerini sağlayabileceğine inanıyor. Zhang ayrıca gelecekte bu teknolojinin ortaya çıkan bulaşıcı hastalıkları acilen anlamak ve geliştirmek için uygulanabileceğini umuyor.

“COVID-19 açısından, tedavileri geliştirmek için çok az zaman çizelgesine sahibiz. Gelecekte, bu modelleri elimizde hazır bulundurursak, onları klinik denemelerin sınırlı olduğu acil durumlarda terapötikleri incelemek ve test etmek için kolayca kullanabiliriz. , “dedi Zhang.

Yeni araştırma akciğerlere yapılan şiddetli virüs saldırılarını açıklayabilir Daha fazla bilgi: Di ​​Huang ve ark., “Tersine mühendislik uygulanmış insan alveolar akciğer-çip üzerinde modeli”, PNAS (2021). www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.2016146118 Brigham ve Kadın Hastanesi tarafından sağlanmıştır

Alıntı: 3 Mayıs 2021 tarihinde https://medicalxpress.com/news/2021-05 adresinden erişilen COVID-19 ve diğer akciğer koşulları için yeni tedavileri test etmek için geliştirilen 3 boyutlu ‘akciğer üzerinde akciğer’ modeli (2021, 3 Mayıs) -3d-lung-on-a-chip-Therapies-covid-lung.html

Bu belge telif haklarına tabidir. Özel çalışma veya araştırma amacına yönelik herhangi bir adil işlem dışında, yazılı izin alınmadan hiçbir bölümü çoğaltılamaz. İçerik yalnızca bilgi amaçlı sağlanmıştır.

CEVAP VER

Lütfen yorumunuzu giriniz!
Lütfen isminizi buraya giriniz