Oamenii de stiinta au elaborat etapele necesare pentru a crea modele avansate de plamâni umani în laborator, cu scopul de a accelera descoperirea si dezvoltarea de noi medicamente si de a reduce testele pe animale. Plamânii fabricati în laborator, cunoscuti sub numele de organoizi sau mini-organe, sunt structuri 3D crescute din celule primare umane care imita organele reale din corp. Acestia servesc drept teren de testare pentru cercetarea biomedicala. Oamenii de stiinta spun ca vor putea astfel reduce numarul de animale utilizate în cercetarea medicala, accelerând descoperirea de noi medicamente sau strategii inovatoare pentru tratarea bolilor. Cercetatorii au construit doua modele diferite de plamâni, dintre care unul imita faza întâi a studiilor clinice; un plamân sanatos pentru a studia siguranta noilor medicamente. Celalalt imita testele din faza a doua; un plamân bolnav, respectiv un model pentru boala pulmonara obstructiva cronica (BPOC), ceea ce le va permite cercetatorilor sa studieze eficacitatea terapeutica a medicamentelor (Foto: Model de organoid pulmonar sub microscop, bolnav (stânga), sanatos, (dreapta). Credit: Phan et al). „Luam celule direct de la pacienti si apoi le construim în straturi, asa cum exista în interiorul corpului. Mai întâi avem celulele epiteliale, apoi fibroblastele - cream literalmente un organ miniatural care seamana foarte mult cu plamânul uman real”, a explicat autorul principal, Wojciech Chrzanowski, profesor de Nanomedicina în cadrul Facultatii de Medicina si Farmacie din Sydney, Australia. Profesorul Chrzanowski a declarat ca modelele descrise în lucrare, sunt mai precise decât modelele traditionale, fiind unice pentru capacitatea lor de a emula conditiile de mediu ale unui plamân uman. În prezent, modele similare sunt utilizate în cadrul cercetarilor de compania biofarmaceutica AstraZeneca si de Administratia americana pentru alimente si medicamente (FDA). „Într-o cultura celulara traditionala, se pun celulele într-un vas Petri si se cultiva în conditii statice, ceea ce este departe de ceea ce se întâmpla în corpul uman. Ceea ce facem noi este sa cream conditii de mediu similare cu cele care exista în corpul uman”, a declarat dr. Huyen Phan de la Universitatea din Sydney, care a condus cercetarea împreuna cu colaboratori din Australia, Coreea de Sud si China. Potrivit omului de stiinta, modelele de laborator sunt cultivate si mentinute în conditiile micro-mediului din plamâni, cu aer pe o parte si interfata lichida în partea de jos, combinate cu un sistem de microcirculatie, asemanator sistemului circulator uman (circulatia sângelui în organism). „Aceste doua elemente combinate ajuta la emularea conditiilor unui plamân uman, ceea ce face ca modelele de laborator sa fie mai precise”, a mentionat cercetatorul. Modelele de plamâni nu sunt utilizate doar în cazul descoperirii de medicamente. Ele pot fi personalizate în functie de fiecare pacient în parte si pot fi folosite pentru a testa o serie de reactii ale tratamentelor la nivelul plamânilor. Modelele organoide mini-pulmonare pot fi folosite si pentru a testa toxicitatea medicamentelor, a prafului de siliciu sau a poluantilor atmosferici, cum cum sunt particulele generate în timpul incendiilor de vegetatie din Australia, a precizat profesorul Chrzanowski. „Deoarece putem lua celule direct de la pacienti, putem construi un model propriu pacientului pentru a testa eficacitatea medicamentelor pe acesta”, a explicat el. Potrivit oamenilor de stiinta implicati în acest studiu, noile modele pulmonare ar putea avea un impact major asupra stiintei, permitând descoperirea modului în care functioneaza diferite organe si a modului de concepere a celor mai eficiente strategii terapeutice. Potrivit cercetatorilor, avantajul urias al celor doua modele pulmonare este reproductibilitatea, fiabilitatea si capacitatea lor de a permite cercetari la scara larga într-un mod rentabil. „Ele (modelele) accelereaza procesul descoperirilor si scurteaza ajungerea acestora la nivel clinic, si cresc substantial încrederea noastra în moleculele pe care le cream înainte de a le testa clinic”, a declarat profesorul Chrzanowski. Calendarul normal pentru transpunerea clinica a unui medicament este de aproximativ 10 pâna la 15 ani, dar atunci când sunt folosite modele organoide, acest timp poate fi redus substantial, a mai spus profesorul. Dezvoltarea acestor modele de plamâni aduce Australia în fruntea cercetarii mini-organelor, a declarat profesorul Chrzanowski, care a solicitat înfiintarea unui centru national pentru cercetarea medicala alternativa la metodele pe animale. Australia a interzis testarea cosmeticelor pe animale în 2020, iar anul trecut, Statele Unite au adoptat o lege care a pus capat obligativitatii ca noile medicamente sa fie testate pe animale.
