在驚人的生物工程壯舉中,研究人員產生了功能齊全的3D模型女性生殖系統。
該設備足夠小,可以安裝在手掌中並使用人類和鼠標幹細胞複製子宮,卵巢和輸卵管。
該項目的野心是最終通過芯片技術來重現整個身體,以期幫助實驗藥物測試,評估各種治療的作用以及研究特定器官和組織的疾病。
革命性的技術稱為Evatar,是來自不同大學的幾位科學家之間合作工作的結果出版他們在日記中的概念自然通訊。
正如他們在論文中解釋的那樣,研究人員的下一個目標是一種更個性化的方法,其中一個人的干細胞可用於創建自己的器官的3D複製品,以促進目標治療。
根據對於科學家來說,該團隊已經開始在ADATAR上使用芯片上的男性版本的生殖系統工作,他們估計,該系統將在一年內完成。
EVATAR 3D芯片上的人造器官
EVATAR芯片的結構為一系列立方體,每個立方體包括女性生殖器官的生物學表示:子宮,輸卵管,卵巢,子宮頸和陰道。
在多維數據集中,研究人員放置了活細胞的集合,大部分從人體組織,除卵巢外,這些卵巢取自小鼠。
新聞稿發布西北大學報導說,EVATAR技術的卵巢是由伍德拉夫實驗室的Teresa Woodruff和該大學Feinberg醫學院婦女健康研究所的主任開發的。
子宮是由朱莉·金(Julie Kim)設計的,而子宮頸和陰道是由Spiro Getsios創建的,兩者都是Feinberg的Woodruff同事。
芯片的輸卵管由西北大學的Joanna Burdette提供。由於器官在藥物代謝中的重要性,該系統包括肝臟的額外立方體。
盤中完整的月經週期
六個立方體通過安裝微小管,彼此通信,該管將3D模型注入激素和特殊的液體,模仿自然血流。
伍德拉夫說:“在10年內,這項稱為微流體學的技術將成為生物學研究的主要技術。”
通過在系統中引入激素,科學家能夠完美地複製女性生殖道中發生的一切月經週期。
最初,小組增加了卵泡刺激激素,然後在14天后在黃體生成激素,使微型卵巢能夠產生雌激素和孕酮,並成功釋放出卵。
伍德拉夫透露:“這是我們第一次能夠對整個生殖激素概況進行建模。”
無盡的醫療應用
伍德拉夫指出,伊瓦塔爾的目的之一是分析男性和女性之間藥物代謝的差異,從而導致個性化治療的發展。
她補充說,該系統還將提供一種測試新藥物並發現這些化合物如何影響芯片上各種器官的方法,從而徹底改變了藥物發現和研究的過程。
3D複製品的另一個重要優勢是它可以為生殖器官的荷爾蒙驅動疾病提供的寶貴見解,例如子宮內膜異位和肌瘤,Burdette說,除了手術外,沒有其他可用的治療方法。
此外,她解釋說,這項新技術構成了癌症研究的巨大資源,使研究人員能夠在系統水平上研究癌細胞,而不是當前檢查孤立細胞的實踐。
醫學界高度期望發布3D模型。沃里克大學的Jan Brosens教授,告訴BBC,儘管Evatar無法替代IVF,它肯定會使醫生能夠檢測到生殖系統中的確切斷層“導致不育症和早期妊娠喪失”。