Венский технический университет сообщил о прорыве в технологии «органов на чипе» (organ-on-a-chip). Речь о создании миниатюрных моделей тканей и органов, которые пригодны для тестирования лекарств и изучения биологических процессов. Главная проблема таких моделей — отсутствие полноценной сосудистой системы.
Ученые создали живые сосуды на чипе! Это позволит отказаться от тестов на животных
Японские и австрийские ученые создали на чипе искусственные кровеносные сосуды, которые ведут себя как настоящие. Это открывает путь к замене опытов на животных более точными и этичными лабораторными моделями.
Unsplash
Специалисты нашли решение с помощью лазеров и модифицированных гидрогелей.
Схематичная и трехмерная модели созданных сосудов /
Зачем нужен чип с живыми капилярами
Для имитации настоящих тканей ученым пришлось научиться создавать микроскопические сосуды в особом материале — гидрогеле.
- Гидрогель по структуре напоминает живую ткань и пропускает жидкость.
- Внутри него, благодаря фемтосекундным лазерам, прорезают каналы, в которые заселяют эндотелиальные клетки — те самые, что выстилают сосуды в человеческом теле.
- Это позволяет воспроизводить процессы, происходящие в живых тканях.
Особенность нового метода — в точности и скорости: за 10 минут ученые могут создать 30 каналов, что в 60 раз быстрее предыдущих технологий. К тому же новая двухэтапная термообработка делает структуру гидрогеля устойчивой: сосуды не деформируются даже после «заселения» клетками.
Ученые из Университета Кео в Японии добились особенно впечатляющих результатов в моделировании печени
Эндотелиализированные лазерные каналы после 7 дней культивирования (слева) и увеличенного вида иммунофлуоресцентного микрососуда (CD31 в красных ядрах в синем /
Будущее без опытов на животных
Специалистам из Японии удалось создать часть печени — с плотной сетью сосудов, центральной веной и синусоидами. Такая структура обеспечивает полноценную подачу кислорода и питательных веществ, а значит, и нормальную метаболическую активность.
- Искусственные сосуды также реагируют на воспаления — повышают проницаемость стенок, как в реальном организме. Это позволяет моделировать не только анатомию, но и физиологические реакции живого организма.
- Между тем технология «органов на чипе» — это шаг к более этичным и точным исследованиям.
Вместо опытов на животных можно будет использовать миниатюрные модели тканей, в которых кровь заменяет прозрачная жидкость, а клетки ведут себя как в настоящем теле.
Это открывает новые горизонты в разработке лекарств, трансплантологии и персонализированной медицине.