Човешки мини-бели дробове, отгледани в лаборатория от учени, ще намалят нуждата от тестове върху животни
Органоидите са мини-органи в малък мащаб, отгледани от стволови клетки в лабораторията за използване в тестове, които понастоящем ще се извършват върху гризачи. Те включват миниатюрни количества химикали – нанограми.
И сега човешки мини-бели дробове, отгледани от учени от университета в Манчестър, ръководени от д-р Сандра Вранич, могат да имитират реакцията на животни, когато са изложени на определени материали, като по този начин намаляват изследванията номера на животните.
Отгледани в съд от човешки стволови клетки, белодробните органоиди са многоклетъчни, триизмерни структури, чиято цел е да пресъздадат ключови характеристики на човешките тъкани.
Те все повече се използват за разбират по-добре белодробните заболявания, от кистозна фиброза до рак на белия дроб и инфекции като Covid.
Въпреки това, тяхната способност да покажат ефекта на наноматериалите досега не е възможна. За да изложи органоидния модел на наноматериали, д-р Рахаф Иса, водещ учен в групата на д-р Вранич, разработи метод за симулиране на експозицията в реалния живот на клетките, покриващи нашите въздушни пътища в белите дробове.
„С по-нататъшно валидиране, продължителна експозиция и включване на имунен компонент органоидите на човешкия белодроб могат значително да намалят нуждата от животни, използвани в нанотоксикологични изследвания“, казва д-р Вранич.
Органоидите на човешкия белодроб показаха подобен биологичен отговор, което ги утвърждава като инструменти за прогнозиране на отговорите в човешката белодробна тъкан.
Графеновият оксид, плоска, тънка и гъвкава форма на въглероден наноматериал, беше установено, че моментално е хванат в капан, далеч от опасността в вещество, произведено от дихателната система, наречено секреторен муцин.
За разлика от това, MWCNT (друга форма на въглерод) предизвиква по-продължително взаимодействие с белодробните клетки, с по-ограничена секреция на муцин, което води до растеж на фиброзна тъкан.
В по-нататъшно развитие д-р Иса и Вранич, базирани в университетския център за нанотехнологии в медицината, сега разработват и изучават новаторски органоид на човешки бели дробове, който също съдържа интегриран имунен клетъчен компонент.
„Разработени, за да насърчат хуманните изследвания върху животни, 3R-тата за замяна, намаляване и усъвършенстване сега са вградени в законодателството на Обединеното кралство и в много други страни“, казва д-р Вранич.
„Обществените нагласи последователно показват, че подкрепата за изследвания върху животни зависи от прилагането на 3Rs на практика.“
Професор Костас Костарелос, катедра по наномедицина в университета каза: „Въпреки че животните все още ще са необходими в изследванията в обозримо бъдеще, Въпреки това 3D органоидите са вълнуваща перспектива в нашата изследователска област и в изследванията по-общо като човешки еквивалент и животинска алтернатива.
„Настоящите 2D тестове на наноматериали не представят сложността на човешкия белодробен епител и може да представи погрешно токсичния потенциал на наноматериалите, за добро или за лошо. Но каква стъпка напред.
