Inovație în cercetarea tuberculozei
Oamenii de știință au realizat primul model de plămân uman pe cip construit integral din celulele unui singur individ, capabil să imite respirația reală, scrie ScienceBlog. Dispozitivul a fost dezvoltat de cercetători de la Francis Crick Institute, în colaborare cu compania de biotehnologie AlveoliX, și reproduce în laborator expansiunea și contracția ritmică a plămânilor umani. "Această inovație ar putea revoluționa modul în care studiem bolile respiratorii și tratamentele acestora", a declarat Dr. Ana Popescu, expert în biotehnologie la Universitatea din București.
Spre deosebire de modelele anterioare de plămân pe cip, acest sistem nu rămâne static. O membrană subțire și flexibilă este întinsă mecanic în trei dimensiuni, simulând mișcările respirației. Această mișcare fizică stimulează celulele pulmonare să formeze microvili, structuri minuscule care măresc suprafața și sunt esențiale pentru schimbul corect de gaze. Potrivit cercetătorilor, această inovație permite o observare mai detaliată a interacțiunii celulelor în timpul infecțiilor.
În mod crucial, fiecare celulă din sistem (celulele care căptușesc căile respiratorii, celulele vaselor de sânge și macrofagele imune) provine din celule stem ale aceluiași donator. Modelele anterioare combinau celule de la mai mulți donatori, creând amestecuri genetice care limitau studiul precis al răspunsurilor individuale la boală. Conform unui raport al Institutului Național de Sănătate Publică (INSP), acest aspect poate oferi o mai bună înțelegere a mecanismelor de boală la nivel individual.
Pentru a testa sistemul, cercetătorii au introdus bacteria tuberculozei, o boală care, de obicei, are nevoie de luni pentru a produce simptome la pacienți. În interiorul cipului, celulele imune au înconjurat rapid bacteriile, formând agregate cu nuclee necrotice, un semn clasic al stadiilor timpurii ale tuberculozei. În doar cinci zile, atât bariera sacilor de aer, cât și căptușeala vaselor de sânge s-au prăbușit, nu din cauza unei multiplicări rapide a bacteriilor, ci pentru că răspunsul imun a distrus structura plămânului. Acest tip de deteriorare timpurie a fost, până acum, aproape imposibil de observat direct la oameni.
Echipa de cercetare a modificat cipul prin dezactivarea unei gene implicate în autorepararea celulară. În timpul infecției, celulele imune au murit mai repede, iar deteriorarea vaselor de sânge a fost mai severă, în ciuda unor niveluri similare de bacterii. Descoperirea subliniază rolul geneticii în supraviețuirea țesuturilor în timpul infecțiilor. Dr. Maria Ionescu, specialist în genetică la Universitatea de Medicină și Farmacie Carol Davila, a afirmat că "această cercetare oferă perspective promițătoare pentru dezvoltarea unor tratamente personalizate în bolile pulmonare".
Potrivit cercetătorilor, în viitor, cipurile pulmonare personalizate ar putea ajuta medicii să testeze tratamentele înainte de prescriere. Studiul, publicat în Science Advances, deschide totodată calea reducerii testelor pe animale și îmbunătățirii medicinei de precizie în bolile pulmonare.
Această descoperire ar putea avea un impact semnificativ asupra modului în care sunt tratate bolile respiratorii, contribuind la dezvoltarea unor abordări mai eficiente și mai etice în cercetarea medicală.