Un model organ-on-chip îmbunătățește studiul infecțiilor cu transmitere sexuală
Infecțiile cu transmitere sexuală (ITS) afectează nu doar sănătatea individuală, ci generează și pierderi economice de miliarde de dolari la nivel global.
Un grup de cercetători a creat un model inovator de tip „organ-on-a-chip” capabil să simuleze mediul cervical uman, permițând astfel studiul interacțiunii dintre microbiom, sistemul imunitar și ITS, un lucru imposibil de realizat până acum cu culturi celulare simplificate sau modele animale. Studiul a fost publicat în revista Science Advances de către cercetători de la Universitatea din Maryland, Universitatea din Delaware și Universitatea din Virginia.
Chlamydia și gonoreea constituie o parte semnificativă din povara ITS, cu costuri medicale directe estimate la aproximativ 1 miliard de dolari anual în Statele Unite, cauzate de incidența ridicată și complicațiile asociate. La nivel global, Organizația Mondială a Sănătății (OMS) raportează aproape un milion de noi infecții cu ITS în fiecare zi pentru persoanele cu vârste între 15 și 49 de ani, inclusiv 129 de milioane de cazuri noi de chlamydia anual. Aceste infecții pot duce la complicații grave în sănătatea femeilor, inclusiv boli inflamatorii pelviene, infertilitate și rezultate adverse în sarcină, precum nașterea prematură.
Acest nou model va revoluționa modul în care cercetătorii studiază ITS, conducând la o înțelegere îmbunătățită a acestor condiții și, de asemenea, la dezvoltarea unor tratamente mai eficiente. O parte esențială a acestei cercetări a fost colaborarea interdisciplinară. Prin integrarea ingineriei, microbiologiei, imunologiei și științei microbiomului, am reușit să construim un model care reflectă mai bine biologia umană și complexitatea microambientului cervical.
Modelul de organ-on-a-chip, cunoscut științific sub denumirea de „sistem microfiziologic”, simulează colul uterin uman folosind celule epiteliale cervicale, celule de suport, celule imune, flux de lichide și microbiome frecvent întâlnite în vagin. Modelul este format dintr-o membrană poroasă stratificată cu celule cervicale umane pe o parte și celule de suport pe cealaltă. Lichidele circulă pe ambele părți, imită condițiile fiziologice. Când microbiomele și patogenii sunt adăugați, modelul reproduce aspecte cheie ale a ceea ce se întâmplă în colul uterin uman.
„Un obiectiv principal a fost dezvoltarea unui sistem de model complex care să fie atât practic, cât și accesibil, permițând cercetătorilor din afara laboratoarelor de bioinginerie să-l adopte și să-l aplice pentru a răspunde la întrebări biologice importante”, a declarat Jason Gleghorn. După dezvoltarea modelului, echipa de cercetători l-a testat utilizând două infecții cu transmitere sexuală: chlamydia, cauzată de Chlamydia trachomatis, și gonoreea, cauzată de Neisseria gonorrhoeae.
„Una dintre cele mai interesante descoperiri a fost că, la fel ca în cazul femeilor, microbiomele protective dominate de Lactobacillus crispatus au limitat infecția în model, subliniind rolul critic al microbiomului vaginal în riscul de ITS. În contrast, atunci când am introdus microbiome „nonoptime”, infecțiile s-au agravat”, a spus el. „Acest model oferă un instrument nou, puternic, pentru a dezvolta tratamente mai rapide, mai eficiente și personalizate, pentru a testa noi terapii, precum probioticele sau bioterapeuticele vii, pentru a proteja femeile de infecții înainte de a apărea.”
