Воспалительные заболевания кишечника — болезнь Крона и язвенный колит — поражают миллионы людей по всему миру, однако механизм их развития остается до конца неясным. Ни клеточные культуры, ни животные модели не позволяли воспроизвести болезнь достаточно полно. Новое исследование, опубликованное в Nature Biomedical Engineering (NBE), предлагает первую комплексную модель обоих заболеваний.
Биоинженер Алиджан Озкан из Гарвардского университета совместно с коллегами создал «Колон-чип» — микрофлюидное устройство, заполненное клетками пациентов с болезнью Крона и язвенным колитом. Чип воспроизводит не только клеточную среду кишечника, но и механическое растяжение стенок при перистальтике.
Главная находка оказалась неожиданной. Фибробласты — клетки соединительной ткани, которые считали пассивным «строительным лесом» органов, — повели себя как активные участники воспаления. Когда на чип помещали здоровые эпителиальные клетки рядом с фибробластами от пациентов с заболеванием, здоровые клетки начинали вести себя как больные: кишечный барьер слабел, воспалительные маркеры росли. Одни только фибробласты без других компонентов воспаленной среды оказались достаточным триггером.
Чип также позволил воспроизвести обострения у беременных женщин с воспалительными заболеваниями кишечника — впервые в лабораторных условиях. Дополнительно модель показала, что фибробласты от больных пациентов усиливают онкогенные изменения при воздействии канцерогенов. Авторы рассчитывают использовать платформу для поиска новых терапевтических мишеней и тестирования препаратов на человеческих клетках.
Ранее был назван витамин, дефицит которого повышает риск деменции.