02:00 
Инфекции, передающиеся половым путем (ИППП), не только влияют на здоровье человека, но и приводят к многомиллиардным экономическим потерям во всем мире. Для изучения этих заболеваний группа исследователей разработала первую в своем роде модель «орган-на-чипе», способную создавать иммунитет, которая реалистично воспроизводит среду шейки матки человека, позволяя ученым изучать, как взаимодействуют микробиом, иммунная система и ИППП. Раньше это было невозможно с помощью упрощенных клеточных культур или моделей животных. Ученые из Медицинской школы Университета Мэриленда (UMSOM) и Школы стоматологии (UMSOD), Университета Делавэра и Университета Вирджинии опубликовали исследование в журнале Science Advances.
Хламидиоз и гонорея составляют значительную долю бремени ИППП, а совокупные прямые медицинские затраты только в Соединенных Штатах оцениваются примерно в 1 миллиард долларов в год, что обусловлено их высокой заболеваемостью и связанными с ними осложнениями. Во всем мире Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) сообщает почти об одном миллионе новых случаев заражения ИППП каждый день среди людей в возрасте от 15 до 49 лет, включая 129 миллионов новых случаев хламидиоза ежегодно. Помимо экономического воздействия, хламидиоз и гонорея могут привести к серьезным осложнениям для здоровья женщин, включая воспалительные заболевания органов малого таза, бесплодие и неблагоприятные исходы беременности, такие как преждевременные роды.
Эта новая модель произведет революцию в том, как ученые изучают ИППП, что приведет к лучшему пониманию этих состояний, а также к возможностям более эффективных методов лечения. Другой важной частью этого исследования стало междисциплинарное сотрудничество. Объединив инженерию, микробиологию, иммунологию и науку о микробиоме, мы смогли построить модель, которая более точно отражает биологию человека и сложность микроокружения шейки матки».
Жак Равель, доктор философии, соведущий автор, директор Центра исследований и инноваций микробиома (CAMRI) в Институте геномных наук (IGS) UMSOM; профессор медицины, микробиологии и медицины Джона Л. Уайтхерста Иммунология и заместитель декана по развитию исследований в UMSOM.
Модель «орган на чипе», известная с научной точки зрения как «микрофизиологическая система», имитирует шейку матки с использованием эпителиальных клеток шейки матки, клеток поддерживающей ткани, иммунных клеток, потока жидкости и микробиомов, обычно встречающихся во влагалище. Модель состоит из пористой мембраны, покрытой клетками шейки матки человека с одной стороны и поддерживающими клетками с другой стороны. имитируя физиологические условия. Когда добавляются микробиомы и патогены, модель повторяет ключевые аспекты того, что происходит в шейке матки человека.
"Основная цель заключалась в разработке комплексной модельной системы, которая была бы одновременно практичной и доступной, позволяя исследователям за пределами биоинженерных лабораторий принять ее и применять для ответа на важные биологические вопросы", - сказал соавтор Джейсон Глегхорн, доктор философии, доцент кафедры биомедицинской инженерии в Университете Делавэра, который руководил разработкой модели. «Потребность в этой модели была особенно критичной для изучения вагинального микробиома, который, как мы знаем, играет важную роль в восприимчивости к ИППП».
После разработки модели группа исследователей протестировала ее на двух инфекциях, передающихся половым путем: хламидиозе, вызываемом Chlamydia trachomatis, и гонорее, вызываемой Neisseria gonorrhoeae
"Один. Одним из наиболее интересных результатов было то, что, как и у женщин, защитные микробиомы, в которых доминирует Lactobacillus Crispatus, ограничивают инфекцию в модели, что еще раз подчеркивает критическую роль вагинального микробиома в риске ИППП. Напротив, когда мы ввели «неоптимальные» микробиомы, инфекции усугубились», — сказал доктор Равель. «Эта модель предоставляет новый мощный инструмент для разработки более быстрых, эффективных и персонализированных методов лечения, для тестирования новых методов лечения, таких как пробиотики или живые биотерапевтические препараты, чтобы в конечном итоге защитить женщин от инфекций до того, как они возникнут. Впервые мы можем моделировать то, что происходит в человеческом организме, а не полагаться исключительно на системы чашек Петри или неадекватные модели животных».
