在惊人的生物工程壮举中,研究人员产生了功能齐全的3D模型女性生殖系统。
该设备足够小,可以安装在手掌中并使用人类和鼠标干细胞复制子宫,卵巢和输卵管。
该项目的野心是最终通过芯片技术来重现整个身体,以期帮助实验药物测试,评估各种治疗的作用以及研究特定器官和组织的疾病。
革命性的技术称为Evatar,是来自不同大学的几位科学家之间合作工作的结果出版他们在日记中的概念自然通讯。
正如他们在论文中解释的那样,研究人员的下一个目标是一种更个性化的方法,其中一个人的干细胞可用于创建自己的器官的3D复制品,以促进目标治疗。
根据对于科学家来说,该团队已经开始在ADATAR上使用芯片上的男性版本的生殖系统工作,他们估计,该系统将在一年内完成。
EVATAR 3D芯片上的人造器官
EVATAR芯片的结构为一系列立方体,每个立方体包括女性生殖器官的生物学表示:子宫,输卵管,卵巢,子宫颈和阴道。
在多维数据集中,研究人员放置了活细胞的集合,大部分从人体组织,除卵巢外,这些卵巢取自小鼠。
新闻稿发布西北大学报道说,EVATAR技术的卵巢是由伍德拉夫实验室的Teresa Woodruff和该大学Feinberg医学院妇女健康研究所的主任开发的。
子宫是由朱莉·金(Julie Kim)设计的,而子宫颈和阴道是由Spiro Getsios创建的,两者都是Feinberg的Woodruff同事。
芯片的输卵管由西北大学的Joanna Burdette提供。由于器官在药物代谢中的重要性,该系统包括肝脏的额外立方体。
盘中完整的月经周期
六个立方体通过安装微小管,彼此通信,该管将3D模型注入激素和特殊的液体,模仿自然血流。
伍德拉夫说:“在10年内,这项称为微流体学的技术将成为生物学研究的主要技术。”
通过在系统中引入激素,科学家能够完美地复制女性生殖道中发生的一切月经周期。
最初,小组增加了卵泡刺激激素,然后在14天后在黄体生成激素,使微型卵巢能够产生雌激素和孕酮,并成功释放出卵。
伍德拉夫透露:“这是我们第一次能够对整个生殖激素概况进行建模。”
无尽的医疗应用
伍德拉夫指出,伊瓦塔尔的目的之一是分析男性和女性之间药物代谢的差异,从而导致个性化治疗的发展。
她补充说,该系统还将提供一种测试新药物并发现这些化合物如何影响芯片上各种器官的方法,从而彻底改变了药物发现和研究的过程。
3D复制品的另一个重要优势是它可以为生殖器官的荷尔蒙驱动疾病提供的宝贵见解,例如子宫内膜异位和肌瘤,Burdette说,除了手术外,没有其他可用的治疗方法。
此外,她解释说,这项新技术构成了癌症研究的巨大资源,使研究人员能够在系统水平上研究癌细胞,而不是当前检查孤立细胞的实践。
医学界高度期望发布3D模型。沃里克大学的Jan Brosens教授,告诉BBC,尽管Evatar无法替代IVF,它肯定会使医生能够检测到生殖系统中的确切断层“导致不育症和早期妊娠丧失”。