Курящего человека заменили небольшим электронным устройством.
Исследователям, занимающимся проблемами курения, было сложно найти подходящую модель для экспериментов. Большинство животных дышат только носом, а результаты исследований с участием людей заметно отличаются. Но исследователи из Гарвардского университета (Harvard University) придумали, как решить эту проблему: они разработали курящего робота. Результаты работы опубликованы в журнале Cell Systems.
Устройство состоит из установки, похожей на барабан револьвера, в котором патроны заменили сигаретами, и небольшого аппарата искусственного дыхания, имитирующего вдох и выдох. Поступление воздуха отрегулировали таким образом, чтобы робот «затягивался» как среднестатистический курильщик. Дым попадает на небольшой чип, разделённый мембраной на две камеры. Верхняя — устлана клетками лёгочного эпителия, а в нижнюю поступают питательные вещества, необходимые для поддержания жизни клеток. Такие «органы на чипе» позволяют учёным воспроизводить работу не просто отдельных клеточных культур, но целых систем организма.
Начинка робота-курильщика.
Учёные подвергли воздействию сигаретного дыма клетки здоровых добровольцев и людей, больных хронической обструктивной болезнью лёгких (ХОБЛ), а затем проанализировали экспрессию их генов. Они обнаружили, что курение приводит к изменениям работы 335 генов, в том числе, увеличивает экспрессию тех из них, что защищают от окислительного стресса. Эти данные совпадают с результатами предыдущих исследований на людях и подтверждают, что новое устройство может служить моделью человеческого лёгкого. Кроме того, эксперимент, посвящённый влиянию табачного дыма на людей с ХОБЛ показал, что в «больных» клетках, по сравнению со здоровыми, изменяется активность десяти генов.
Затем исследователи проанализировали работу ресничек (цилий) — тонких волосковидных структур на поверхности клеток. Они обеспечивают защиту и очищение лёгких от вредных веществ. Считается, что под влиянием сигаретного дыма цилии видоизменяются и перестают правильно функционировать — отсюда и характерный кашель курильщиков. Однако исследования на эту тему противоречат друг другу: одни говорят, что реснички начинают биться чаще, другие — что реже, а третьи и вовсе утверждают, что на их работу курение не влияет. Новое «лёгкое» расположено на чипе, а не спрятано вглубь организма, поэтому учёные смогли наблюдать, что происходит на самом деле, собственными глазами — с помощью видеомикроскопии. Оказалось, что дым действительно нарушает работу ресничек: их движения становятся менее скоординированными.
Наконец, исследователи проверили, можно ли использовать установку для изучения влияния электронных сигарет (ЭСДН). Они показали, что курение ЭСДН не вызывает нарушений в работе ресничек и не увеличивает экспрессию генов, защищающих от окислительного стресса. По результатам экспериментов учёные заключили, что новую установку можно использовать при проведении исследований и для испытаний лекарств. «Преимущество этой технологии в том, что она позволяет нам непосредственно изучать влияние стимула — в данном случае, дыма — на лёгкие, что можно рассматривать как доклинические испытания на людях. В рамках стандартных клинических исследований, когда одного, некурящего, человека сравнивают с другим, курящим, это сделать сложно, потому что у всех пациентов разное происхождение и биография, а кроме того, они подвергаются воздействию разных концентраций табачного дыма», — объясняет один из авторов работы, Дональд Ингбер (Donald Ingber).
Оставить комментарий