Кровеносные сосуды человека – это сложная сеть, которая изгибается, ветвится, сужается и расширяется. Однако долгое время в лабораторных условиях их представляли в виде простых прямых трубок. Такие упрощенные модели, хотя и были полезны, не могли точно отражать условия, при которых развиваются многие сосудистые заболевания, зарождающиеся именно в местах со сложной геометрией.
Чтобы приблизиться к реальной структуре человеческих сосудов, исследователи из Техасского университета A&M создали инновационную систему «сосуд-на-чипе». Этот новый подход позволяет ученым более реалистично изучать болезни кровеносной системы и предоставляет мощную платформу для тестирования новых лекарственных препаратов без использования животных.
«Сосуды-на-чипе» – это микрофлюидные устройства, воспроизводящие кровеносные сосуды в миниатюре. Новая разработка, созданная в лаборатории доктора Абхишека Джайна, способна имитировать все разнообразие форм, встречающихся в организме. «Существуют разветвленные сосуды, аневризмы с внезапным расширением или стенозы, сужающие просвет. Все эти типы сосудов вызывают значительные изменения в характере кровотока, а внутренняя стенка сосуда по-разному реагирует на напряжение сдвига, возникающее из-за таких потоков, – объясняет Дженнифер Ли, одна из авторов исследования, опубликованного в журнале Lab on a Chip. – Именно это мы и хотели смоделировать».
Доктор Джайн подчеркивает, что теперь у науки появилась возможность изучать сосудистые заболевания способами, которые ранее были недоступны. «Вы можете не только создавать сложные структуры, но и помещать в них настоящие клетки и ткани, делая их живыми. Именно в таких местах, как правило, и развиваются сосудистые патологии, поэтому их понимание критически важно», – говорит ученый.
На текущем этапе модель включает только эндотелиальные клетки, которые выстилают внутреннюю поверхность сосуда. В будущем команда планирует усложнить чип, добавив в него другие типы клеток. Это позволит лучше понять, как различные ткани взаимодействуют друг с другом и с кровью в потоке. Исследователи называют этот подход «четвертым измерением» в технологии «орган-на-чипе», где фокус смещается на взаимодействие клеток и потока в сложных архитектурных состояниях.
