Ciało ludzkie jest naprawdę skomplikowane - a sytuacja staje się jeszcze bardziej złożona, jeśli chodzi o żeński cykl rozrodczy. Jak więc najlepiej studiować ten skomplikowany system? Grupa naukowców uważa, że znają odpowiedź: Odtwórz ją w naczyniu.
Aby dokonać tego wyczynu, naukowcy stworzyli platformę, która umieszcza wszystkie tkanki biorące udział w cyklu reprodukcyjnym kobiet na mikroczipy. Każdy czip zawierał inne tkanki - tkanki jajnika myszy i tkanki jajowodów, wyściółkę macicy (endometrium), wątrobę i szyjkę macicy. Następnie wymyślili, jak sprawić, by te tkanki oddziaływały w ciągu miesiąca. Zespół opublikował niedawno swoje wyniki w czasopiśmie Nature Communications .
Cykl miesiączkowy w układzie czipowym rozwiązuje problem, który naukowcy mieli od dawna, próbując badać interakcje między lekami w ludzkim ciele - i wpływ tych leków na reprodukcję. Przy obecnej technologii badanie pełnego cyklu reprodukcyjnego w czasie rzeczywistym jest niemożliwe i nieetyczne. Trudne jest także hodowanie tkanek z układu rozrodczego w laboratorium. A kiedy ludzie umierają, nie jest już możliwe badanie delikatnych interakcji między tkankami układu rozrodczego wraz z działaniem hormonów.
To urządzenie jest faktycznie działającym modelem żeńskiego układu rozrodczego. (Woodruff Lab) Badania na zwierzętach stanowią kolejny problem - naukowcy mogą badać ich rozmnażanie, ale leki wpływają na zwierzęta inaczej niż ludzie. Rozważ przypadek talidomidu, mówi Nathaniel Huebsch, starszy naukowiec z Healy Laboratory z University of California Berkeley, który specjalizuje się w bioinżynierii i technologii „organ na chipie”. Mówi Smithsonian.com, że lek jest przykładem sytuacji, w której naukowcy popełnili błąd. Został przetestowany na zwierzętach i nie wydawał się powodować żadnych negatywnych skutków dla gryzoni lub ich potomstwa. Ale kiedy pojawił się na rynku w latach 60. XX wieku, naukowcy odkryli, że lek powodował niszczące wady wrodzone u ludzi.
„Ta sama dokładna wskazówka może robić radykalnie różne rzeczy w zależności od kontekstu komórek odbierających tę wskazówkę”, mówi.
Badanie cyklu reprodukcyjnego kobiet może być trudne, ale nowy system może pewnego dnia znacznie ułatwić. Naukowcy zastosowali mikroprzepływ - technologię, która manipuluje płynami w małych kanałach, oferując możliwości zarówno kontroli, jak i lepszego badania ich właściwości. W tym przypadku ciecze pompowane elektromagnetycznie pozwoliły różnym tkankom na komunikację ze sobą w taki sam sposób, jak w przypadku układu rozrodczego.
Mały system działał. Kiedy naukowcy wprowadzili do mieszanki hormony, tkanki zareagowały tak, jakby zachodziły w ciele - i interakcje można było podtrzymywać w ciągu całego 28-dniowego „cyklu miesiączkowego”. Wewnątrz małych chipów różne tkanki rozrodcze działały ich rzecz, wydzielając hormony na różnych poziomach w ciągu miesiąca, a nawet przyczyniając się do wzrostu pęcherzyków jajnikowych.
Huebsch, który nie był zaangażowany w badania, twierdzi, że nowy system jest obiecujący. „Widzę ścieżkę do zwiększenia tej skali”, mówi Smithsonian.com. „Gdybyś mógł to zrobić na wystarczająco dużą skalę, naprawdę mógłbyś dokonać jakiegoś odkrycia.” I naukowcy są zgodni. W artykule piszą, że narzędzie może poprawić zarówno tempo, jak i jakość badań reprodukcyjnych, toksykologicznych i badań nad lekami.
Ich praca jest jednak daleka od ukończenia. Nowy system naśladuje tylko hormony, a nie inne czynniki, takie jak odporność lub wsparcie potomstwa, więc daleko mu do powielania wszystkich skomplikowanych czynników, z którymi radzi sobie system rozrodczy każdego dnia. Ludzkie ciało pozostaje prawie niewyobrażalnie skomplikowane - ale naukowcy krok po kroku szukają lepszych sposobów naśladowania go i studiowania.
