Команда исследователей разработала устройство, которое проверит воздействие курения на клетки дыхательных путей в легких, что впоследствии проложит путь к новым стратегиям лечения хронической обструктивной болезни легких (ХОБЛ).
Курение сигарет не является единственной причиной развития ХОБЛ, но отвечает за 85-90% случаев заболевания. При курении в течение долгого времени многие из вдыхаемых токсичных химических веществ могут вызвать воспаление и перепроизводство слизи в дыхательных путях легких, что затрудняет дыхание. Хотя общие механизмы влияния курения на ХОБЛ понятны, подробности того, как именно повреждаются легкие, до сих пор неясны.
Существует большая потребность в универсальной и физиологически точной экспериментальной модели, для чего и было создано устройство – робот-курильщик, оснащенный «чипами» с дыхательными путями, изготовленными из прозрачного гибкого каучука с живыми клетками, выстилающими дыхательные пути человеческих легких. Клетки дыхательных путей на чипе обладают способностью производить слизь и имеют реснички – похожие на волоски выступы, которые перемещают слизь по дыхательным путям. Верхний канал чипа позволяет воздуху проходить через клетки, а нижний канал имитирует сосудистую систему. Чип соединен с генератором дыма, моделирующим различные типы курения. Затягивая дым в искусственную респираторную систему, робот-курильщик повторяет ритмичные вдохи и выдохи, при этом возможно регулировать как скорость затяжек, так и их глубину.
Эксперимент по изучению воздействия сигаретного дыма и пара электронной сигареты был проведен на клетках дыхательных путей, взятых у здоровых людей и у пациентов с ХОБЛ. При воздействии сигаретного дыма отмечаются изменения в экспрессии генов и механизмов, защищающих от окислительного стресса. Также была выявлена аномальная активность ресничек в клетках дыхательных путей после воздействия сигаретного дыма, что ведет к дальнейшему пониманию того, как именно курение повреждает легкие. При воздействии паров электронной сигареты отмечаются изменения в функционировании ресничек, аналогичные вызванным сигаретным дымом.
Разработанное устройство имеет немало преимуществ по сравнению с другими моделями, используемыми для оценки влияния курения на легкие. Планируется создание следующего устройства, включающего в себя различные типы клеток дыхательных путей, в том числе иммунные. Исследователи надеются выявить новые терапевтические стратегии лечения ХОБЛ.
Источник: Cell Systems
Комментарий: Эта методика вполне подойдет и для исследования таких болезней, как астма, бронхит и пр.