Imunološki sustav na čipu ubrzava razvoj cjepiva
- Objavljeno u Znanost
U posljednjih nekoliko godina znanstvenici su razvili načine modeliranja organa i drugih tjelesnih tkiva u mikrofluidnim čipovima. Ovi "organi na čipovima" dosad su uključivali srca, pluća, crijeva, bubrege, slezenu, rožnicu, zube i posteljicu, a sada su istraživači Instituta Wyss na Harvardu na popis dodali imunološki sustav.
Istraživači su uzgajali ljudske B i T stanice unutar mikrofluidnog uređaja, koji je dizajniran da oponaša fizičke uvjete s kojima bi se ove imunološke stanice susrele kada dođu do organa. Izvorno, tim je istraživao što se događa s tim stanicama kada uđu u druga tkiva, ali kada su istraživači uveli protok hranjivih tvari, otkrili su nešto neočekivano.
B i T stanice počele su se organizirati u trodimenzionalne strukture koje su nalikovale limfoidnim folikulima (LF), masama tkiva koje se nalaze u limfnim čvorovima i drugim tkivima koja posreduju u imunološkim odgovorima. Točnije, činilo se da tvore germinativne centre, koji izvode složene imunološke reakcije.
Pobližim ispitivanjem, tim je otkrio nekoliko biomarkera koji su ukazivali da ti limfoidni folikuli rade svoj posao. Strukture su lučile kemikaliju nazvanu CXCL13, koju proizvode limfoidni folikuli kao odgovor na kroničnu upalu. B stanice unutar struktura eksprimirale su enzim nazvan citidin deaminaza (AID) izazvan aktivacijom, koji aktivira B stanice protiv određenih antigena. Također su pronašli plazma stanice, u koje se zrele B stanice diferenciraju kako bi lučile antitijela.
Zatim su istražili kako će ovaj imunološki sustav-na-čipu reagirati na cijepljenje, kako bi provjerili je li to bliska aproksimacija onome što se događa kod živih ljudi. Tim je dodao dendritičke stanice koje pomažu u proizvodnji antigena prezentirajući fragmente patogena u limfne čvorove.
Znanstvenici su cijepili ove mikrofluidne sustave protiv soja gripe H5N1, a cijepljeni LF čipovi proizveli su daleko više plazma stanica i protutijela protiv gripe od onih uzgojenih u uobičajenim kulturama ravnih stanica. Slični rezultati viđeni su kada je tim ponovio eksperiment s komercijalno dostupnim cjepivima protiv gripe. Utvrđeno je da su razine nekoliko citokina slične onima u ljudi koji su primili cjepivo.
To ukazuje da su ovi mikrofluidni LF čipovi bliski sa stvarnim, što znači da bi mogli biti puno bolji analog za buduća istraživanja imunološkog sustava i razvoja lijekova.
“Životinje su bili zlatni standardni istraživački modeli za razvoj i testiranje novih cjepiva, ali njihov se imunološki sustav značajno razlikuje od našeg i ne može točno predvidjeti kako će ljudi na njih reagirati”, rekao je Girija Goyal, prvi autor studije. “Naš LF čip nudi način za modeliranje složene koreografije ljudskih imunoloških odgovora na infekciju i cijepljenje i mogao bi značajno ubrzati tempo i kvalitetu stvaranja cjepiva u budućnosti.”
Istraživanje objavljeno u časopisu Advanced Science možete pronaći na ovoj poveznici.