Θα μπορούσαν τεχνητά όργανα να φέρουν το τέλος στη χρήση πειραματόζωων για μελέτες θεραπειών έναντι παθήσεων του αναπνευστικού; Σύμφωνα με έρευνα στο στάδιο της προδημοσίευσης στο Biomaterials Research, η απάντηση είναι παραπάνω από θετική καθώς, τα τεχνητά μοντέλα θα μπορούσαν να επιταχύνουν την ανάπτυξη φαρμάκων που, σήμερα, απαιτούν περίπου 10 έως 15 χρόνια για να να περάσουν από τις δοκιμές στην αγορά.
«Οι αναπνευστικές παθήσεις είναι η 2η κύρια αιτία θανάτου παγκοσμίως. Οι τρέχουσες θεραπείες για τις χρόνιες πνευμονοπάθειες είναι μόνο υποστηρικτικές και είναι ελάχιστες οι νέες κατηγορίες θεραπευτικών ουσιών που έχουν εισαχθεί τα τελευταία 40 χρόνια, λόγω της έλλειψης αξιόπιστων μοντέλων πνευμόνων που επιτρέπουν γρήγορες, οικονομικά αποδοτικές και υψηλής απόδοσης δοκιμές» αναφέρουν οι ερευνητές που δημιούργησαν δύο κατηγορίες τρισδιάστατων μοντέλων που μιμούνται τους πνεύμονες: ένα για υγιείς και ένα για εξασθενημένους πνεύμονες όπως σε άτομα με Χρόνια Αποφρακτική Πνευμονοπάθεια (ΧΑΠ). Το δεύτερο μοντέλο εξυπηρετεί τη φάση 2 των κλινικών μελετών, κατά την οποία δοκιμάζεται η αποτελεσματικότητα του φαρμάκου σε πάσχοντα οργανισμό.
Κατασκευάζοντας «ανθρώπινους» πνεύμονες
«Παίρνουμε κύτταρα απευθείας από ασθενείς και στη συνέχεια αρχίζουμε την κατασκευή ανά στοιβάδες, όπως συμβαίνει στο ανθρώπινο σώμα. Έτσι, ξεκινάμε με τα επιθηλιακά κύτταρα, έπειτα έχουμε τους ινοβλάστες… Φτιάχνουμε κυριολεκτικά ένα όργανο που μιμείται με ακρίβεια τους πραγματικούς ανθρώπινους πνεύμονες» σχολίασε ο Wojciech Chrzanowski, καθηγητής νανοϊατρικής στο Πανεπιστήμιο του Σίδνεϊ και εκ των συγγραφέων της μελέτης.
Πέρα από την επιτυχία της πιστής αναπαραγωγής του πνεύμονα, οι επιστήμονες στάθηκαν και στην υπεροχή του νέου μοντέλου «μικρο-πνευμόνων» έναντι των κυτταρικών καλλιεργειών ή ζωικών μοντέλων ως προς την ακρίβεια για τις επιπτώσεις ενός φαρμάκου σε άτομα με ΧΑΠ.
«Σε μια παραδοσιακή κυτταρική καλλιέργεια, τοποθετούμε κύτταρα σε ένα τρυβλίο Πέτρι και τα καλλιεργούμε σε στατικές συνθήκες, κάτι που απέχει πολύ από ό,τι συμβαίνει στο ανθρώπινο σώμα. Αυτό που κάνουμε είναι να δημιουργούμε περιβαλλοντικές συνθήκες παρόμοιες με αυτές του ανθρώπινου οργανισμού» εξήγησε η επικεφαλής ερευνήτρια, Huyen Phan. Για να το επιτύχουν, οι ερευνητές διατήρησαν τον αέρα στη μία πλευρά και μια μικρή επιφάνεια υγρού στο κάτω μέρος, μαζί με μικροκυκλοφορία που θα αντέγραφε την κυκλοφορία του αίματος.
Πέρα από τις δοκιμές φαρμάκων, τα μοντέλα πνευμόνων μπορούν να βοηθήσουν στην ανάπτυξη εξατομικευμένων φαρμάκων και θεραπειών. Για παράδειγμα, αν απαιτούνται δοκιμές για μια σειρά αντιδράσεων σε έναν πνεύμονα, είναι δυνατό με δείγμα κυττάρων από συγκεκριμένο άτομο να δημιουργηθεί πνεύμονας που να μοιάζει περισσότερο με τον δικό του. Τα μίνι-όργανα θα μπορούσαν επίσης να βοηθήσουν σε δοκιμές εκτίμησης του κινδύνου των ατμοσφαιρικών ρύπων σε περιοχές με υψηλά επίπεδα ατμοσφαιρικής ρύπανσης ή δασικών πυρκαγιών.
Διαβάστε επίσης:
Αυτές είναι οι καλύτερες ασκήσεις για δυνατούς πνεύμονες
Πνεύμονες: 5 tips που τους δυναμώνουν και προστατεύουν από τις ιώσεις
Τρία προβλήματα που επηρεάζουν την αναπνοή – Η επέμβαση που τα διορθώνει
