Den menneskelige krop er virkelig kompliceret - og situationen bliver endnu mere kompliceret, når det kommer til den kvindelige reproduktionscyklus. Så hvordan bedst studeres dette komplicerede system? En gruppe forskere mener, at de har svaret: Gendan det i en fad.
For at opnå dette resultat skabte forskere en platform, der satte alt vævet involveret i den kvindelige reproduktionscyklus på mikrochips. Hver chip indeholdt forskellige væv - æggestokkevæv fra mus og humane æggeledningsvæv, livmoderforing (endometrium), lever og livmoderhalsen. Derefter regnede de ud, hvordan man får disse væv til at interagere over en måned lang periode. Holdet offentliggjorde for nylig deres resultater i tidsskriftet Nature Communications .
Menstruationscyklussen på et chipsystem løser et problem, som forskere længe har haft, mens de forsøgte at undersøge lægemiddelinteraktioner i den menneskelige krop - og hvordan disse lægemidler kunne påvirke reproduktionen. Med den nuværende teknologi er det både umuligt og uetisk at studere den fulde reproduktionscyklus i realtid. Det er også vanskeligt at dyrke væv fra forplantningskanalen i laboratoriet. Og når folk dør, er det ikke længere muligt at undersøge de følsomme interaktioner mellem vævene i reproduktive kanaler sammen med virkningerne af hormoner.
Denne enhed er faktisk en arbejdsmodel for en kvindelig reproduktionskanal. (Woodruff Lab) Dyreforsøg udgør et andet problem - forskere kan undersøge deres reproduktion, men medicin påvirker dyr anderledes end de mennesker. Overvej sagen om thalidomid, siger Nathaniel Huebsch, seniorforsker ved University of California Berkeleys Healy Laboratory, der er specialiseret i bioingeniørarbejde og "organ-on-a-chip" -teknologi. Han fortæller Smithsonian.com, at stoffet er et eksempel på en tid, hvor forskere begik det forkert. Det blev testet på dyr og syntes ikke at forårsage nogen negative effekter på gnavere eller deres afkom. Men når det først kom på markedet i 1960'erne, opdagede forskere, at stoffet forårsagede ødelæggende fødselsdefekter hos mennesker.
”Den samme nøjagtige kø kan gøre dramatisk forskellige ting, afhængigt af konteksten af cellerne, der modtager det signal, ” siger han.
Det kan være svært at studere den kvindelige reproduktionscyklus, men det nye system kan en dag gøre det meget lettere. Forskerne brugte mikrofluidik - teknologi, der manipulerer væsker på tværs af små kanaler, hvilket giver muligheder for både kontrol og bedre undersøgelse af deres egenskaber. I dette tilfælde tillader elektromagnetisk pumpede væsker de forskellige væv at kommunikere med hinanden på samme måde som en reproduktionskanal ville.
Det lille system fungerede. Da forskerne introducerede hormoner i blandingen, reagerede vævene, som de ville være inde i en krop - og interaktionerne kunne opretholdes i løbet af en hel 28-dages lang "menstruationscyklus." Inde i de små chips gjorde forskellige reproduktionsvæv deres ting, som udskiller hormoner på forskellige niveauer i løbet af måneden og endda bidrager til vækst i æggestokkene.
Huebsch, der ikke var involveret i forskningen, siger, at det nye system viser løfte. ”Jeg kan se en sti mod opskalering af dette, ” fortæller han Smithsonian.com. ”Hvis du kunne gøre dette i en tilstrækkelig stor skala, kunne du virkelig gøre noget opdagelse.” Og forskerne er enige. I papiret skriver de, at værktøjet kunne forbedre både tempoet og kvaliteten af forplantnings-, toksikologi- og lægemiddelforskning.
Deres arbejde er imidlertid langt fra udført. Det nye system efterlignede kun hormoner og ikke andre faktorer som immunitet eller støtte fra afkom, så det er langt fra at replikere alle de komplicerede faktorer, som reproduktionssystemet håndterer hver dag. Den menneskelige krop forbliver næsten ufattelig kompliceret - men lidt efter lidt bevæger forskere sig mod bedre måder at efterligne og studere det.
