Исследователи создали лабораторную модель, имитирующую работу женской репродуктивной системы, хотя и с важными изъятиями — в ней нет плаценты и не эмулируются воспалительные процессы.

Группа ученых под руководством профессора Терезы К. Вудрафф (Teresa K. Woodruff) из Северо-Западного университета, США, вырастила в сети из соединенных между собой миниатюрных кубиков клетки мышей и людей. Репродуктивный «орган на чипе» функционально воспроизводит менструальный цикл женщин. Свои результаты исследователи изложили в статье, опубликованной в журнале Nature Communications.

По мнению создателей, эта трехмерная модель может помочь ученым понять некоторые причины повторных выкидышей и подтолкнуть к новым исследованиям в области контроля рождаемости и разработки лекарств в других областях. Возможно, в будущем можно будет «загрузить» в эту модель клетку конкретной женщины и таким образом определить наилучший метод лечения.

Работу тонкой гормональной сигнализации, которая управляет женской репродуктивной системой, невозможно смоделировать в чашке Петри. Новая модель включает в себя клетки яичников мышей (вырабатывающие те же гормоны, что и клетки женских яичников), женские клетки из фаллопиевой трубы, эндометрии и шейки матки, а также клетки печени человека, поскольку она разрушает многие лекарственные препараты. Работа основывается на множестве предшествующих исследований «органов на чипе», в которых изучались пути моделирования тела человека.

Система трубок, кранов и насосов прогоняет через себя воздух и жидкости, моделируя естественную циркуляцию в организме. Клетки, которые в чашке Петри погибли бы, оставались живыми в течение всего 28-дневного репродуктивного цикла.

Фотография: Northwestern Medicine

Химические взаимодействия исследователи запустили инъекцией гормона гипофиза. Клетки отреагировали выделением эстрогена и прогестерона в количествах, типичных для менструального цикла, включая этап овуляции, воспроизведя сигнализацию, задающую взаимодействие разных органов женской репродуктивной системы. Группа смогла смоделировать и гормональную активность, имеющею место вскоре после оплодотворения, создав средство, которое может дать представление о том, как обеспечить успешное сохранение беременности.

Новая система пока еще далека от совершенства, например, в ней нет ни плаценты, которая является ключевым фактором сохранения беременности, ни эмуляции воспалительных процессов. Не позволяет она и определить, как может повлиять на здоровье репродуктивной системы давнее воздействие токсинов. Тем не менее, по мнению разработчиков, модель позволит провести новые исследования в широком диапазоне условий, в том числе исследования заболеваний шейного отдела позвоночника, которые невозможно моделировать на грызунах из-за различия клеточных структур.