Новый чип позволит изучить эффективность доставки лекарств к опухоли

Исследовательская группа из Университета Пурдью (Purdue University) в США под руководством Бамсу Хана (Bumsoo Han) разработала чип, способный имитировать опухоль. Изобретение американских исследователей может оказаться полезным при изучении эффективности наночастиц и препаратов направленного действия. Новая система получила название T-MOC (tumor-microenvironment-on-chip, микроокружение опухоли на чипе).

Чип имеет квадратную форму, а его размеры составляют около 4,5 см. Внутри чипа находятся каналы, в которых культивируются опухолевые и эндотелиальные клетки, а сам чип окружен внеклеточным матриксом — коллагеновым материалом, структура которого напоминает губку.

Ученые предположили, что при помощи наночастиц можно избирательно доставлять лекарственные препараты в ткань опухоли. В здоровых тканях соединения между клетками эндотелия плотные и поры узкие, а в опухоли они шире. Необходимо подобрать размер наночастиц таким образом, чтобы они попадали через стенки сосудов в опухоль, а через более узкие поры в здоровых тканях не проникали. При этом нужно учитывать, что в опухолях выше давление межклеточной жидкости, которое мешает пассивной диффузии в новообразование. Сложность в создании наночастиц состоит в отсутствии удобных моделей, которые отражали бы эти две особенности опухолевых тканей. Эту проблему призван решить биологический чип T-MOC.

Исследователи считают, что использование T-MOC-системы может стать альтернативой существующим методикам. Так, эксперименты с использованием культур клеток не позволяют учитывать влияние межклеточной жидкости и архитектуры тканей, а опыты на животных не позволяют оценить эффективность действия того или иного препарата на организм человека.

Новая система уже была протестирована с использованием эндотелиальных клеток и клеток рака молочной железы, ученым удалось наблюдать за перемещением наночастиц с лекарством в чипе, имитирующем опухоль и ее микроокружение.

Авторы считают, что новая система в дальнейшем сможет использоваться для создания средств доставки, лекарственных средств и подбора препаратов, индивидуально подходящих отдельным пациентам.