Σε τσιπ με κύτταρα κόλπου οι δοκιμές νέων θεραπειών

Είναι δυνατόν ο γυναικείος κόλπος να «μπει» σε ένα τσιπ;

Ο πρώτος «κόλπος σε τσιπ» διεθνώς, έγινε πραγματικότητα από το Πανεπιστήμιο Χάρβαρντ.

Πρόκειται για μια νέα τάση στην έρευνα, η οποία αναπτύσσεται τα τελευταία χρόνια σε περιπτώσεις όπου οι επιστήμονες αναπτύσσουν «όργανα σε τσιπ», προκειμένου να προχωρήσουν μελέτες εκεί που οι εφαρμογές σε πειραματόζωα δεν θα έχουν κανένα ουσιαστικό αποτέλεσμα στους ανθρώπινους ιστούς.

Στη λογική αυτή, το τμήμα Βιολογικής Μηχανικής στο Ινστιτούτο Wyss του Πανεπιστημίου Χάρβαρντ υπό τη διεύθυνση του καθηγητή Ντον Ίνγμπερ έχει αναπτύξει περίπου 15 διαφορετικά τσιπ που μιμούνται τους πνεύμονες, το έντερο, τους νεφρούς και τον μυελό των οστών.

Τώρα το νέο εγχείρημα είναι η δημιουργία γυναικείου κόλπου σε τσιπ.

Ο λόγος που οι ερευνητές του Χάρβαρντ το ανέπτυξαν είναι ότι για χρόνια η έρευνα στη γυναικολογία υστερεί και ο λόγος είναι ότι δεν υπάρχει προκλινικό μοντέλο (πειραματόζωο) που θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για να δοκιμαστούν ζωντανοί βιοθεραπευτικοί παράγοντες ή ζωντανά μικρόβια όπως τα προβιοτικά, που θα μπορούσαν να αποκαταστήσουν το μικροβίωμα του γυναικείου κόλπου.

Το Ίδρυμα Γκέιτς αναγνώρισε ότι η γυναικεία αναπαραγωγική υγεία είναι ιδιαίτερα σημαντική διεθνώς, ενώ από την πλευρά του ο Ίνγκμπερ επεσήμανε ότι η υγεία των γυναικών είναι ένα πεδίο που παραμελείται ερευνητικά. Για παράδειγμα η θεραπεία για μικροβιακή κολπίτιδα στηρίζεται σε δύο αντιβιοτικά από το 1982. Και αυτό οφείλεται στο ότι δεν υπάρχει ζωικό μοντέλο που να μπορεί να γίνει έρευνα σε αυτό, γιατί σε κανένα άλλο έμβιο είδος δεν αποικούν οι ίδιες βακτηριακές ομάδες που αποικούν τους ανθρώπους.

Έτσι αναπτύχθηκε το τσιπ, μια συσκευή μεγέθους όσο ένα flash drive, φτιαγμένη από γυαλί. Αυτό περιέχει ζωντανά ανθρώπινα κύτταρα μέσα σε αυλακώσεις, οι οποίες επιτρέπουν το πέρασμα υγρών τα οποία χρησιμοποιούνται είτε για τη διατήρηση, είτε για την διατάραξη της λειτουργίας των κυττάρων αυτών.

Στη σχετική μελέτη της ομάδας του Ίνγκμπερ η οποία δημοσιεύθηκε στο επιστημονικό περιοδικό Microbiome, επισημαίνεται ότι διάφορες θεραπευτικές στρατηγικές διερευνώνται για τη ρύθμιση της σύνθεσης του κολπικού μικροβιώματος. Ωστόσο, δεν υπάρχει ανθρώπινο μοντέλο που να αναπαράγει πιστά το μικροπεριβάλλον του κολπικού επιθηλίου για την προκλινική επικύρωση πιθανών θεραπευτικών μεθόδων ή τη δοκιμή υποθέσεων σχετικά με τις αλληλεπιδράσεις κολπικού επιθηλίου-μικροβιώματος.

Όμως η κυριαρχία λακτοβακίλων στο μικροβίωμα του κόλπου συνδέεται με τη γυναικολογική υγεία, σε αντίθεση με την απουσία τους που συνοδεύεται από παρουσία πολλών αναερόβιων μικροβίων παρόμοιων με αυτά που προκαλούν μικροβιακή κολπίτιδα.

Στη δημοσίευση περιγράφηκε ένα μοντέλο μικροκαλλιέργειας οργάνου σε τσιπ, που αφορά ανθρώπινο κολπικό βλεννογόνο επενδεδυμένο με ορμονοευαίσθητο, πρωτογενές κολπικό επιθήλιο διασυνδεδεμένο με στρωματικούς ινοβλάστες, το οποίο διατηρεί χαμηλή φυσιολογική συγκέντρωση οξυγόνου στον επιθηλιακό αυλό.

Το τσιπ του κόλπου μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την αξιολόγηση του αποικισμού από ομάδες μικροβίων όπως τα L. Crispatus και Gardnerella vaginalis για τη μέτρηση της ανταπόκρισης του ανοσοποιητικού. Η καλλιέργεια και η ανάπτυξη των ομάδων της οικογένειας L. crispatus στο τσιπ, διατήρησε τη βιωσιμότητα των επιθηλιακών κυττάρων, οδήγησε σε συσσώρευση D- και L-γαλακτικού οξέος, συνέβαλε στη διατήρηση ενός φυσιολογικά σχετικού χαμηλού pH και μείωσε τις προφλεγμονώδεις κυτταροκίνες. Αντίθετα, η συγκαλλιέργεια κοινοπραξιών που περιέχουν G. vaginalis στο τσιπ του κόλπου είχε ως αποτέλεσμα τον τραυματισμό των επιθηλιακών κυττάρων, αύξηση του pH και αύξηση των προφλεγμονωδών κυτταροκινών.

Με τις διαπιστώσεις αυτές, οι ερευνητές συμπέραναν ότι με την δυνατότητα της εφαρμογής της τεχνολογίας τσιπ ανθρώπινων οργάνων, μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη δημιουργία ενός προκλινικού μοντέλου του ανθρώπινου κολπικού βλεννογόνου και μπορεί να συμβάλει στην καλύτερη κατανόηση των αλληλεπιδράσεων μεταξύ του κολπικού μικροβιώματος και των ιστών του ξενιστή, καθώς και για την αξιολόγηση της ασφάλειας και αποτελεσματικότητας των ζωντανών βιοθεραπευτικών προϊόντων.