Микро-органы на чипах

microarrayВпервые мини-орган на чипе был создан в 2019 году Дональдом Ингбером, это были легкие человека. Данная разработка сразу же заинтересовала инвесторов и других исследователей. С того момента были успешно созданы миниатюрные копии сердца, почек, печени, роговицы глаза и костного мозга. Размер органов-чипов соответствует примерно размерам USB-флешки. Материалом служит гибкий и полупрозрачный полимер. Мини-модель в точности повторяет функциональные действия и структуру органа-прототипа. Ученым даже удалось воссоздать особые структуры органов, например, альвеолы легких. Воздух прокачивается через каналы и воссоздает процесс дыхания практически идентично. Кровь, которая пропускается через органы, может быть заражена какими-либо бактериями. Таким образом можно посмотреть реакцию органа на вирус, не опасаясь за здоровье человека.

Данная технология станет двигателем и фармацевтической индустрии.  С появлением органов на чипах можно будет тестировать новые лекарства, не причиняя вреда живым людям. В 2015 году такие испытания прошли лекарства для диабетиков. Еще одной областью применения может стать персонализированная медицина. Микро-органы на чипах могут быть выращены из стволовых клеток пациентов, чтобы затем анализировать их реакции на индивидуальные способы лечения. Успех на выздоровление в этом случае может стать гораздо выше.

Если данная технология войдет в массовое использование, то фармацевтическая индустрия сможет отказаться от испытаний на братьях наших меньших. Ежегодно от испытания новых лекарств погибает миллионы животных. Естественно, многие против таких жертв. Кроме того, организм животного сильно отличается от человеческого, а также отличаются и реакции на лекарственное воздействие. От этого эффективность таких испытаний мала.

Миниатюрные органы на чипах могут помочь и в военной сфере. Биохимическое оружие является одним из самых страшных для человека, поэтому его исследования невероятно важны. До создания органов на чипах такие исследования просто не были возможны.

Нобелевскую премию в области медицины и физиологии вручили за исследования механизма «самоочистки» клеток

Нобелевской премии в области медицины и физиологии за 2016 год удостоился 71-летний японский ученый Ёсинори Осуми. Его наградили за исследования механизмов аутофагии — процесса, при котором внутри клетки происходит утилизация и переработка ненужных ей частей. При помощи этого механизма клетка может обновляться и продлевать собственную жизнь.

Открытия Осуми проложили дорогу к пониманию фундаментальной важности аутофагии для множества физиологических процессов. Дальнейшее изучение этого механизма может позволить создать новые лекарства от самых разнообразных болезней, с которыми пока не справляется современная медицина.

Аутофагия помогает клетке использовать по максимуму все ресурсы, которые есть у нее внутри, для обеспечения нормальной жизнедеятельности. Есть конкретные сигнальные пути, которые отвечают за этот процесс. Сам процесс напоминает самопереваривание отдельных компонентов внутри клетки. Это могут быть неправильно свернутые белки, которые могли бы нарушать внутриклеточные процессы и, например, провоцировать онкогенез. Это могут быть даже части митохондрии – внутриклеточной машины, которая обеспечивает клетку энергией, и она же — генератор активных форм кислорода, которые зачастую называют драйверами старения.

Интересен тот факт, что практически любые манипуляции, приводящие к увеличению продолжительности жизни различных модельных животных (в основном для изучения процессов старения используют дрожжи, круглых червей и плодовых мушек) – так или иначе, затрагивают аутофагию. Однако следует обязательно помнить, что попытка регуляции аутофагии несет риск прогрессирования раковых клеток, так как этот механизм позволяет клетке, в том числе, перерожденной раковой – быть более стрессоустойчивой. Поэтому к любым индукторам или ингибиторам следует относиться с осторожностью.

Ожидается, что ученые в ближайшие 5-10 лет придут к более полному понимаю этого процесса, что откроет новые эффективные методы терапии, либо позволит значительно улучшить качество жизни человека.