Ez óriási előrelépés a szív‑ és érrendszeri betegségek kutatásában, hiszen ezek a kóros elváltozások gyakran éppen a bonyolult érszakaszokon alakulnak ki. A hagyományos laboratóriumi modellek évtizedeken át egyenes, egyforma csövekként kezelték az ereket, ami ugyan hasznos volt, de nem tükrözte a valóságot.

A most bemutatott új rendszer viszont már képes olyan formákat létrehozni, amikben a véráramlás valóban úgy viselkedik, mint az emberi testben. Jennifer Lee, a biomedikai mérnöki mesterszakos hallgató Dr. Abhishek Jain laborjában dolgozva fejlesztette ki a testre szabható ér‑chipet.

„Vannak elágazó erek, aneurizmák, amelyek hirtelen kitágulnak, és szűkületek, amik beszűkítik az eret. Ezek mind jelentősen megváltoztatják a véráramlás mintázatát, és az ér belső felszínét a nyírófeszültség szintje befolyásolja. Ezt akartuk modellezni.” – idézi a Science Daily.

Túl az egyenes csöveken

Lee munkája korábbi kutatásokra épült: néhány évvel ezelőtt a labor egy korábbi hallgatója, Dr. Tanmay Mathur még csak egyenes ér‑chipet készített. A mostani fejlesztés azonban már képes a valós érrendszer formáit és működését is utánozni.

Dr. Abhishek Jain, a labor vezetője: „Most már olyan módon kezdhetünk el tanulni az érrendszeri betegségekről, ahogyan eddig soha. Nemcsak bonyolult struktúrákat hozhatunk létre, hanem valódi sejteket és szöveteket is beültethetünk, és élővé tehetjük őket. Ezek azok a helyek, ahol az érrendszeri betegségek kialakulnak, ezért a megértésük kritikus.”

Lee még alapszakos hallgatóként csatlakozott a laborhoz, és akkor még alig ismerte az „organ‑on‑a‑chip” technológiát. A terület iránti érdeklődése azonban gyorsan nőtt, és végül a gyorsított mesterképzés keretében folytatta a munkát.

„Jennifer kitartást, kíváncsiságot és kreativitást mutatott, és nagyon gyorsan elkezdett kutatási projekteket vállalni. A gyorsított program lehetővé teszi, hogy a hallgatók nagy hatású, nagy kockázatú kutatásokat végezzenek, és ne csak egy tudományos projektet csináljanak, hanem eljussanak a publikációig.”

A következő lépés

A jelenlegi modell csak endotélsejteket tartalmaz, vagyis az erek belső felszínét alkotó sejteket. A kutatócsoport azonban már tervezi a további sejttípusok bevonását, hogy még pontosabban modellezhessék az érszövetek közötti kölcsönhatásokat.

„Haladunk afelé, amit az organ‑on‑a‑chip technológia negyedik dimenziójának nevezünk, ahol nemcsak a sejteket és az áramlást vizsgáljuk, hanem ezek kölcsönhatását egyre összetettebb architektúrákban. Ez új irány a területen.”

A labor nemcsak kutatást, hanem készségeket is ad

Lee szerint a laboratóriumi munka nemcsak technikai tudást adott, hanem olyan készségeket is, amelyek túlmutatnak a tudományos képzésen. „Nagyon jó környezet, ahol nemcsak a társakkal, hanem mesterszakos és posztdoktori kutatókkal is együtt lehet dolgozni. Meg lehet tanulni a csapatmunkát, a kommunikációt, a munkamorált és azt, hogy hogyan próbáljunk ki új dolgokat. Ez rendkívül értékes tapasztalat.”

Az új ér‑chip valósághűen modellezi a betegségek kialakulásának helyeit, állatkísérletek nélkül tesztelhetővé teszi a gyógyszereket, személyre szabható, így akár betegspecifikus terápiákhoz is vezethet. A kutatás mérföldkő lehet a szív‑ és érrendszeri betegségek megértésében, amelyek világszerte vezető haláloknak számítanak.