Các nhà khoa học phát triển phổi mini của con người để thay thế động vật cho thử nghiệm an toàn vật liệu nano

Các nhà khoa học phát triển phổi mini của con người để thay thế động vật cho thử nghiệm an toàn vật liệu nano

Dấu thời gian: Ngày 18 tháng 2024 năm 11 01:XNUMX sáng
Nút nguồn: 2550104
Tháng Tư 18, 2024

(Tin tức Nanowerk) Phổi mini của con người do các nhà khoa học Đại học Manchester phát triển có thể bắt chước phản ứng của động vật khi tiếp xúc với một số loại khí cụ thể vật liệu nano. Nghiên cứu tại Phòng thí nghiệm sinh học NanoCell của trường đại học tại Trung tâm Công nghệ nano trong y học được công bố trên tạp chí nanohôm nay (“Các cơ quan phổi của con người hoạt động mô hình phản ứng của mô phổi khi tiếp xúc với vật liệu nano carbon”). Nhóm nghiên cứu dẫn đầu bởi nhà sinh vật học tế bào và nhà nghiên cứu chất độc nano, Tiến sĩ Sandra Vranic, cho biết mặc dù không được kỳ vọng sẽ thay thế hoàn toàn các mô hình động vật, nhưng các cơ quan của con người có thể sớm dẫn đến việc giảm đáng kể số lượng động vật nghiên cứu.

Trình duyệt của bạn không hỗ trợ thẻ video.

Được nuôi cấy trong đĩa từ tế bào gốc của con người, các cơ quan phổi là các cấu trúc đa bào, ba chiều nhằm mục đích tái tạo các đặc điểm chính của mô người như độ phức tạp và cấu trúc của tế bào. Chúng ngày càng được sử dụng để hiểu rõ hơn về các bệnh phổi khác nhau, từ xơ nang đến ung thư phổi và các bệnh truyền nhiễm bao gồm SARS-CoV-2. Tuy nhiên, cho đến nay, khả năng nắm bắt phản ứng của mô khi tiếp xúc với vật liệu nano vẫn chưa được chứng minh. Để hiển thị mô hình organoid vật liệu nano gốc cacbonTiến sĩ Rahaf Issa, nhà khoa học đứng đầu nhóm của Tiến sĩ Vranic, đã phát triển một phương pháp định lượng và tiêm vi mô chính xác các vật liệu nano vào lòng của cơ quan. Nó mô phỏng sự tiếp xúc thực tế của biểu mô phổi đỉnh, lớp tế bào ngoài cùng lót đường hô hấp trong phổi. Dữ liệu nghiên cứu động vật hiện tại đã chỉ ra rằng một loại động vật có nhiều vách dài và cứng ống nano carbon (MWCNT) có thể gây ra tác dụng phụ ở phổi, dẫn đến tình trạng viêm và xơ hóa dai dẳng – một loại sẹo nghiêm trọng không thể hồi phục ở phổi. Sử dụng cùng các điểm cuối sinh học, các cơ quan phổi của con người của nhóm nghiên cứu đã cho thấy phản ứng sinh học tương tự, điều này xác nhận chúng là công cụ để dự đoán các phản ứng do vật liệu nano điều khiển trong mô phổi. Các cơ quan của con người cho phép hiểu rõ hơn về sự tương tác của vật liệu nano với mô mô hình, nhưng ở cấp độ tế bào. Graphene oxit (GO), một dạng vật liệu nano carbon phẳng, mỏng và linh hoạt, được phát hiện là bị giữ lại trong giây lát để tránh bị tổn hại trong một chất do hệ hô hấp tạo ra gọi là chất nhầy bài tiết. Ngược lại, MWCNT tạo ra sự tương tác bền bỉ hơn với các tế bào phế nang, với sự tiết chất nhầy hạn chế hơn và dẫn đến sự phát triển của mô sợi. Trong một bước phát triển xa hơn, Tiến sĩ Issa và Vranic có trụ sở tại Trung tâm Công nghệ nano trong Y học của Đại học hiện đang phát triển và nghiên cứu một cơ quan phổi mang tính đột phá của con người cũng chứa thành phần tế bào miễn dịch tích hợp. Tiến sĩ Vranic cho biết: “Với việc xác nhận sâu hơn, tiếp xúc kéo dài và kết hợp thành phần miễn dịch, các chất hữu cơ trong phổi của con người có thể làm giảm đáng kể nhu cầu sử dụng động vật trong phòng thí nghiệm.” nghiên cứu độc chất nano. Được phát triển để khuyến khích nghiên cứu động vật nhân đạo, 3R về thay thế, giảm thiểu và sàng lọc hiện đã được đưa vào luật pháp Vương quốc Anh và nhiều quốc gia khác. Thái độ của công chúng luôn cho thấy rằng việc hỗ trợ nghiên cứu trên động vật phụ thuộc vào việc áp dụng 3R vào thực tế.” Giáo sư Kostas Kostarelos, Chủ tịch Y học nano tại trường Đại học cho biết: “Thử nghiệm 2D hiện tại đối với vật liệu nano sử dụng mô hình nuôi cấy tế bào hai chiều cung cấp một số hiểu biết về tác động của tế bào, nhưng chúng quá đơn giản vì nó chỉ có thể mô tả một phần cách thức phức tạp mà tế bào giao tiếp với nhau”. với nhau. “Nó chắc chắn không đại diện cho sự phức tạp của biểu mô phổi của con người và có thể trình bày sai về tiềm năng độc hại của vật liệu nano, theo hướng tốt hơn hoặc tồi tệ hơn. “Mặc dù động vật vẫn cần thiết trong nghiên cứu trong tương lai gần, nhưng các chất hữu cơ '3D' vẫn là một triển vọng thú vị trong lĩnh vực nghiên cứu của chúng tôi và trong nghiên cứu nói chung hơn như một vật thay thế tương đương với con người và động vật.”

Dấu thời gian:

Thêm từ công trình nano