Исследователи Инженерной школы Колумбийского университета в сотрудничестве с коллегами из Медицинского центра Ирвинга разработали систему «органов-на-чипе», состоящую из тканей сердца, печени, костей и кожи, а также циркулирующих иммунных клеток, чтобы имитировать физиологию человеческого тела.
Инженерные ткани являются основой моделирования протекания заболеваний, обеспечивая идеальные условия для наблюдения за тем, как идет болезнь и насколько эффективны лекарства. Однако настоящее человеческое тело представляет собой совокупность различных типов тканей, которые не работают изолированно, а взаимодействуют. Поэтому исследователи работали над созданием системы, которая могла бы имитировать человеческое тело в комплексе.
В итоге удалось создать модель, каждая составляющая которой имеет размер с предметное стекло микроскопа. На каждом сегменте представлена отдельная ткань — человеческого сердца, костей, печени и кожи. Каждая из них уникальна по своему эмбриональному происхождению, структурным и функциональным свойствам, а также требует своего собственного независимого окружения. Все ткани связаны сосудистым потоком иммунных клеток.
В то время как рост и созревание самих тканей заняло от четырех до шести недель, исследователи смогли поддерживать их существование в их индивидуальной среде еще четыре недели. За это время они изучили действие противоракового препарата доксорубицина, который широко используется среди пациентов и имеет побочные эффекты. В итоге получилось идентифицировать некоторые ранние молекулярные маркеры кардиотоксичности — основного побочного эффекта препарата. Мультиорганный чип точно предсказал кардиотоксичность и кардиомиопатию, которые часто требуют от клиницистов снижения терапевтических доз доксорубицина или даже прекращения терапии.