В Канаде создали «человека на чипе» для биомедицинских экспериментов

Канадские учёные сконструировали «человека на чипе» — микроскопическую трёхмерную структуру из биосовместимого полимера для выращивания миниатюрных органов и тканей. Снабжённая собственной «кровеносной сетью», она приспособлена для параллельного культивирования разных видов живых клеток, создавая упрощённую модель тела с его тканями. Новая платформа получила название AngioChip. Статья о её разработке опубликована в журнале Nature Materials.

Основу AngioChip составляет биосовместимый и биоразлагаемый полимер РOMaC, созданный несколько лет назад учёными из Техасского университета в Остине. AngioChip распечатывается с помощью 3D-принтера и отвердевает под действием ультрафиолета. Слой за слоем полимер формирует трёхмерную структуру с разветвлённой системой микроскопических ёмкостей для выращивания клеток и соединяющих их микроканальцев диаметром от 50 до 100 микрометров. По словам разработчиков, она ведёт себя как сеть кровеносных сосудов.

Готовую платформу засеивают эндотелиальными клетками (в организме они обычно выстилают кровеносные и лимфатические сосуды, а также сердечные полости), а затем — клетками нужной ткани. Питательная жидкость прокачивается сквозь «сосудистую сеть» под давлением, при этом стенки канальцев усеяны порами разного диаметра, которые позволяют клеткам обмениваться веществами, а при необходимости и перемещаться.

Внешне такая система мало похожа на настоящий орган, но принципиально действует так же. Учёные уже продемонстрировали, что с помощью AngioChip можно вырастить модель печени крысы, которая будет перерабатывать метаболиты и выделять мочевину почти так же, как живая, или модель сердца, которая будет сокращаться. Более того, исследователям удалось соединить «кровеносные системы» обоих этих «органов», и те продолжали работать совместно.

AngioChip стал необычным соединением биологических технологий культивирования клеток с химическими методами «лаборатории-на-чипе» – систем для проведения множества реакций на одном чипе с миниатюрными емкостями и капиллярами.

Авторы разработки уверены, что AngioChip может существенно облегчить многие лабораторные исследования и клинические испытания новых фармакологических препаратов, имитируя поведение целых органов и систем млекопитающих и людей. А в перспективе и целой упрощённой модели «человека на чипе».