Искусственно выращенные легкие спасут тысячи лабораторных крыс
Микроскопические легкие, искусственно выращенные из образцов человеческой ткани, могут однажды спасти жизни многим тысячам лабораторных крыс, используемых для проверки безопасности медицинских препаратов, косметики и других химических веществ.
Ученые работают над усовершенствованием токсикологических тестов, основанных на человеческих клетках. Причиной тому послужили два фактора. Первый фактор - морально-этический, защищающий права животных. Второй - дороговизна и длительность процесса тестирования при использовании лабораторных крыс.
К примеру, директива ЕС по химикатам "REACH" (сокр. регистрация, оценка и разрешение химических веществ) требует, чтобы в течение следующего десятилетия было проверено на токсичность около 30 тысяч химических веществ. На выявление эффекта от вдыхания единственной дозы специфического химиката обычно требуется более 200 крыс. А выявление хронических эффектов от вдыхания химиката на протяжении долгого времени может потребовать более 3000 лабораторных животных.
Что интересно, косметическая директива Европейского Союза, призванная гарантировать безопасность косметических продуктов (от дезодорантов и духов до освежителей воздуха) пытается утвердить запрет всех тестов косметики на животных к 2013 году.
Очевидной альтернативой можно считать тест химических веществ на клетках человека, выращенных в лаборатории. Трудность, однако, заключается в том, чтобы заставить клетки формировать сложную ткань, которая реагировала бы так же, как и реальный орган.
Ученые из Университета Кардиффа (University of Cardiff, Великобритания) сумели вырастить из человеческих клеток тонкие структуры, по функциональности схожие с внутренней поверхностью легких человека. Этот метод уже используется для тестирования лекарств такими компаниями как Unilever и AstraZeneca.
Но есть одна трудность. Когда клеткам "позволяют" расти в трех измерениях (как в теле человека), они формируют непредсказуемые объемные структуры. А это может отразиться на том, как клетки реагируют на воздействие химикатов. Т.е. привести к неправильным результатам тестирования.
Можно было бы, конечно, создавать пластиковые каркасы и выращивать на них органы из стволовых клеток, но ученые нашли более эффективную альтернативу, которая может позволить проводить тестирование тысяч препаратов одновременно.
Вместо использования больших каркасов исследователи выращивали легкие на поверхности пластмассовых сфер, каждая полмиллиметра в диаметре. По сути, получались крошечные вывернутые наизнанку легкие, обхватывающие искусственную сердцевину.
Окончательная цель ученых - создание своеобразного микрочипа, на котором можно будет вырастить тысячи микроскопических легких и использовать их одновременно для тестирования тысяч образцов химикатов.
Кроме преодоления технических трудностей, ученым еще предстоит убедить мир в том, что крошечные шарики легочной ткани, выращенные в лаборатории, смогут давать результаты не хуже, чем настоящие лабораторные животные.
В пользу искусственных микролегких говорит еще тот факт, что крысиная модель напоминает человека еще меньше, чем мы можем себе представить. Шоколад, например, для крыс смертелен. А их анатомия такова, что они могут дышать только через нос.
