Új eszköz a bronchospazmus mechanizmusának modellezésére
Amerikai kutatók olyan modellt fejlesztettek ki, melynek segítségével sejt- és szövetszinten tanulmányozhatók a légutak izomösszehúzódásai.
A Rutgers University (Camden, New Jersey, USA) kutatócsoportja a Nature Biomedical Engineering folyóiratban publikált cikkében arról számolt be, hogy az emberi légutakat modellező miniatűr eszköz segítségével sikerül leírni, hogyan viselkednek a légutakat körülvevő simaizmok kontrakcióval járó tüdőbetegségekben.
A cikk rövid összefoglalója (abstract) az alábbi linken érhető el: Onur Kilic et al, A microphysiological model of the bronchial airways reveals the interplay of mechanical and biochemical signals in bronchospasm, Nature Biomedical Engineering (2019).
A légutakat körülvevő simaizmok összehúzódása (bronchospazmus) egészséges emberekben is előfordulhat, ám sokkal súlyosabb és gyakoribb valamilyen légzőszervi megbetegedésben (asztma, krónikus obstruktív tüdőbetegség – COPD) szenvedő betegeknél. A mostani vizsgálatban a kutatócsoport azt tanulmányozta, mi okozza, mi váltja ki a simaizmok kontrakcióját, és vezet légzési nehézségekhez.
Ezt a kérdést kifejezetten nehéz tanulmányozni, mivel a bronchospazmusok rendkívül összetettek, illetve az emberi légzőszervrendszert nehéz állati modelleken vizsgálni. Ezért a kutatók egy emberi hajszál ezredrészénél is kisebb eszközt („bronchi on a chip”) fejlesztettek, melynek segítségével tanulmányozni tudták a spazmusok alatt és közben a sejtekbe érkező biokémiai és mechanikai szignálokat.
Az eszközt egészséges és asztmás tüdősejtekből épített modellszövetben felhasználva azt tapasztalták, hogy amikor spazmust provokáltak a tenyészeten, a kezdeti összehúzódás során olyan hormonszerű vegyületek kiválasztása történt meg, amelyek vagy a kontrakció folytatását, vagy az izmok ellazulását idézték elő. Az asztmás sejtekből épített szövetben a simaizmok sokkal reaktívabbak, könnyebben ingerelhetők voltak olyan stimulusokkal, amelyeket például az allergének okoznak. A kutatók azt is megfigyelték, hogy egy precízen, meghatározott időpontban adott második ingerléssel a simaizom ellazítható, így az összehúzódás megszüntethető. Az eszköz legfőbb előnye, hogy sejt- és szövetszinten tanulmányozhatók a bronchospazmusok alatti folyamatok, ami új kezelési lehetőségek kifejlesztéséhez vezethet – mivel a bronchospazmusok kezelésének módszerei nem sokat változtak az utóbbi 50 évben.
