Создан инновационный биочип для изучения специфических функций желудка человека

Новаторская разработка в области биомедицинской инженерии позволила создать микрофизиологическую систему желудка человека, hsMPS, что представляет собой значительный шаг вперед в понимании и лечении различных заболеваний желудочно-кишечного тракта, включая рак желудка.

Исследовательская группа под руководством профессора Тае-Ен Пак (Tae-Eun Park) с кафедры биомедицинской инженерии UNIST и профессора Сон Хо Конга (Seong-Ho Kong) из больницы Сеульского национального университета успешно разработала биомиметический чип, сочетающий в себе технологии «органоид» и „орган на чипе“ для моделирования сложных защитных механизмов слизистой оболочки желудка человека.

Органоиды, имитирующие человеческие органы с помощью стволовых клеток, продемонстрировали большой потенциал в качестве моделей in vitro для изучения специфических функций. Однако они не способны воспроизводить механическую стимуляцию и межклеточные взаимодействия, характерные для человеческого организма. Это ограничение побудило исследователей разработать инновационный биочип, способный воссоздать реальные системы защиты слизистой оболочки желудка.

Новый биочип включает в себя поток жидкости в микрофлюидных каналах, что позволяет имитировать механические стимулы и облегчает взаимодействие клеток между собой. Клетки мезенхимального субстрата под воздействием потока жидкости активизируют пролиферацию стволовых клеток желудка и одновременно способствуют балансу клеточной дифференцировки. Этот процесс в конечном итоге имитирует ключевые особенности, необходимые для формирования функциональных барьеров слизистой оболочки желудка на биологически значимом уровне.

Одним из замечательных достижений, продемонстрированных этим hsMPS, является его способность раскрыть ранее невиданные механизмы защиты от Helicobacter pylori-патогена, ассоциированного с различными заболеваниями желудка, что было невозможно на существующих моделях. Пептид слизистой оболочки желудка, известный как TFF1, формировал мозаичные структуры в группах, инфицированных Helicobacter pylori, образуя защитный барьер, необходимый для создания эффективной системы защиты от внешних инфекционных факторов. Подавление экспрессии пептида в слизистой оболочке желудка приводило к более тяжелым воспалительным реакциям.

Данное исследование показывает потенциал нашей модели для наблюдения динамических взаимодействий между эпителиальными клетками и иммунными клетками в чипах, инфицированных Helicobacter pylori, что вносит вклад в комплексное понимание стабильности слизистого барьера желудка, — пояснил профессор Пак.

Результаты исследования, поддержанные грантом Лаборатории фундаментальных исследований (BRL), финансируемой Министерством науки и ИКТ (MSIT), были опубликованы 31 июля в Интернете в Advanced Science — престижном журнале, издаваемом компанией Wiley.

Эти революционные достижения в области hsMPS открывают новые возможности для изучения взаимодействия хозяина и микроба, разработки терапевтических стратегий для лечения желудочных инфекций и более глубокого понимания заболеваний желудочно-кишечного тракта. Эта инновационная технология биочипов способна снизить потребность в экспериментах на животных и в то же время дать ценные сведения о сложных физиологических процессах в желудке человека.

27.09.2023


Подписаться в Telegram



Хайтек

Science Advances: Ученые научились предсказывать водородное охрупчивание
Science Advances: Ученые научились предсказывать водородное охрупчивание

При выборе материала для инфраструктурных...

В ПИШ КАИ создали «мост» к цифровому двойнику композитных преформ
В ПИШ КАИ создали «мост» к цифровому двойнику композитных преформ

Образовательное пространство Технологическое м...

Physical Review Letters: Ученые описали альтернативный магнетизм
Physical Review Letters: Ученые описали альтернативный магнетизм

Магнитные материалы традиционно классифицируют...

Nature: Международная группа ученых решает сложную физическую задачу
Nature: Международная группа ученых решает сложную физическую задачу

Сильно взаимодействующие системы играют важную...

В MIT разрабатывают бытовых роботов, наделенных здравым смыслом
В MIT разрабатывают бытовых роботов, наделенных здравым смыслом

С помощью большой языковой модели инженеры Мас...

Nature Communications: Открыто революционное явление в жидких кристаллах
Nature Communications: Открыто революционное явление в жидких кристаллах

Исследовательская группа, работающая в UN...

Physical Review Applied: Ниобий воскресили для квантовых технологий
Physical Review Applied: Ниобий воскресили для квантовых технологий

Когда речь заходит о сверхпроводящих куби...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

Ученые из СПбГУТ отправились в научную экспедицию в Арктику
Ученые из СПбГУТ отправились в научную экспедицию в Арктику
Археологи СФУ нашли артефакты первых русских поселенцев Красноярска
Археологи СФУ нашли артефакты первых русских поселенцев Красноярска
Горные деревья спасаются от потепления, сползая и поднимаясь по склонам
Горные деревья спасаются от потепления, сползая и поднимаясь по склонам
Transportation Research: Выбросы абразива от поездов вызывают беспокойство
Transportation Research: Выбросы абразива от поездов вызывают беспокойство
Казанские ученые заявили, что адаптивность молочного скота важнее генетики
Казанские ученые заявили, что адаптивность молочного скота важнее генетики
Звездный магнетизм может указывать на потенциальную обитаемость экзопланеты
Звездный магнетизм может указывать на потенциальную обитаемость экзопланеты
IEEE Access: Актуатор в реабилитационных перчатках восстановит движение пальцев
IEEE Access: Актуатор в реабилитационных перчатках восстановит движение пальцев
Учёные МИСИС и ИФХЭ РАН разработали быстрый и дешёвый метод получения вольфрама
Учёные МИСИС и ИФХЭ РАН разработали быстрый и дешёвый метод получения вольфрама
Казанский студент намерен разработать умные очки в 3 раза дешевле аналогов
Казанский студент намерен разработать умные очки в 3 раза дешевле аналогов
Учёные предлагают контролировать москитов с помощью генетической селекции
Учёные предлагают контролировать москитов с помощью генетической селекции
Scientific Reports: Экологичное лечение спасает яйца кальмаров от паразита
Scientific Reports: Экологичное лечение спасает яйца кальмаров от паразита
На российском рынке труда — дефицит инженеров и конструкторов на производстве
На российском рынке труда — дефицит инженеров и конструкторов на производстве
ANZJ of Public Health: Пары сварки подвергают сварщиков риску развития рака
ANZJ of Public Health: Пары сварки подвергают сварщиков риску развития рака
Казанские ученые выяснили, что русский язык позитивнее английского
Казанские ученые выяснили, что русский язык позитивнее английского
AIChE Journal: Инженеры исследуют расширение интеллекта для большей безопасности
AIChE Journal: Инженеры исследуют расширение интеллекта для большей безопасности

Новости компаний, релизы

U-NOVUS 2024: технологическое развитие России немыслимо без университетов и инвестиций бизнеса в техпред
Новая "Кантиана" поможет студентам быстрее адаптироваться к калининградскому климату
Российские ученые предложили тушить пожары с помощью газогидратного огнетушителя
Биохимики СПбГУ выяснили, что гипоксия плода в сочетании со стрессом матери может приводить к никотиновой зависимости
В России начинает работу фонд для нуждающихся в сложном высокотехнологичном лечении