Команда нанобиоинженеров из Австралии разработала метод создания индивидуальных копий человеческих легких всего за 28 дней. Этот метод представляет собой уникальную веху в развитии 3D-биопечати, и команда заявляет, что он может предложить более дешевую, этичную и более точную альтернативу испытаниям на животных.
Войцех Хшановски, заместитель директора Института нанотехнологий Сиднейского университета, начал свою работу в лаборатории, используя испытания на животных. В интервью The Guardian Хшановски сказал, что эксперименты над животными были «душераздирающими», особенно когда животные начинали осознавать связь между Хшановски и предстоящим экспериментом. Он решил найти другой способ тестирования фармацевтических препаратов, обратившись сначала к 3D-биопечати, методу, который превращает образцы клеток в живые «чернила».
С тех пор прошли годы, как Хшановски начал свою миссию, но он и его коллеги, наконец, разработали способ выращивания и мониторинга «мини-легких» в лаборатории. В готовящейся статье для Biomaterials Research команда Хшановски сообщает, что легкие шириной всего в несколько миллиметров отличаются от типичных органоидов тем, что они проводят перфузию или прохождение крови и другой жидкости через ткани. Это жизненно важно при имитации целых легких, поскольку перфузия заставляет орган расширяться и двигаться, что может повлиять на фармацевтические испытания или моделирование заболеваний.
Инкубатор постоянно контролирует мини-легкие, отмечая их биоэлектрические сигналы и помогая команде определить, когда легкие полностью созрели. Хшановски и его коллеги экспериментируют с легкими, используя при этом «умный провод» инкубатора для наблюдения за реакцией легких и регенеративными способностями.
Мини-легкие появились как раз вовремя, чтобы изменить подход к тестированию продуктов или изучению болезней в лабораториях. Мало того, что испытания на животных обходятся дорого, ученые начинают понимать и признавать, что они не так точны, как считалось раньше. (Мыши, собаки, обезьяны и люди просто не имеют одинаковой физиологии или анатомии.) С этой целью некоторые правительства начали ослаблять свои мандаты на испытания на животных: американские компании больше не обязаны тестировать лекарства на животных, поскольку этого года, а Европейский союз уже начал стимулировать разработку методов тестирования, не связанных с животными.
Конечно, мини-копии легких Хшановского — это только орган — они не могут проиллюстрировать, как лекарство или болезнь, нацеленные на легкие, могут аналогичным образом воздействовать на другие части тела. Но он и его коллеги работают над решением и этой проблемы. На это уйдут годы, но Хшановски надеется вырастить множество копий органов и соединить их таким образом, чтобы они могли влиять друг на друга.