Výzkumníci objevili příčinu astmatických plicních křečí
Výzkumníci z Rutgers University vytvořili mikrozařízení, které napodobuje funkci plic na úrovni jednotlivých buněk, Yale a Johnse Hopkinse dozvěděli více o astmatické spouštěcí reakci, což vede k lepší léčbě
Výzkumníci z Rutgersovy univerzity a dalších institucí vytvořili mikrozařízení, které napodobuje chování lidských dýchacích cest, a zjistili, jak dochází ke stahům svalů (bronchospasmu) v dýchacích cestách, které způsobují dýchací potíže u lidí trpících astmatem.
Studie publikovaná v časopise Nature Biomedical Engineering by mohla vést k novým strategiím léčby respiračních onemocnění, uvedl spoluautor Reynold Panettieri, ředitel Rutgers Institute for Translational Medicine and Science.
Bronchospasmus se může objevit jak u zdravých lidí, tak u těch, kteří trpí závažnými respiračními onemocněními, jako je astma nebo chronická obstrukční plicní nemoc (CHOPN). Studium toho, proč se hladké svalstvo obklopující průdušky může náhle stáhnout a vést k potížím s dýcháním, je obtížné vzhledem ke složitosti bronchospasmu a skutečnosti, že lidský dýchací systém nelze modelovat ve studiích na zvířatech.
Pro analýzu biochemických a mechanických signálů, které probíhají mezi buňkami během křečí, vytvořili vědci mikrozařízení – „průdušky na čipu“ o velikosti jedné tisíciny lidského vlasu – obsahující buňky ze zdravých a astmatických plic, které napodobuje funkci plic na úrovni jednotlivých buněk.
Když na zařízení vyvolali simulovaný bronchospasmus, vědci zjistili, že počáteční stah podnítí vylučování sloučenin podobných hormonům, které buď mohou vyvolat další stah, nebo křeč uvolnit. U lidí s astmatem je hladké svalstvo obklopující dýchací cesty reaktivnější a snadněji se stahuje v reakci na podněty, jako jsou alergeny, což vede k prodlouženým křečím průdušek, sípání a dušnosti.
Zjistili také, že vyvolání druhého astmatického spouštěče během křeče průdušek v přesně stanoveném čase skutečně způsobí uvolnění hladkého svalstva a zastavení křeče.
Podle Panettieriho se léčba bronchospamu za posledních 50 let nezměnila, protože u většiny – ale ne u všech – lidí funguje. „Mikropřístroj nám umožnil proniknout do toho, jak na sebe jednotlivé buňky vzájemně působí ve vztahu ke kontrakci hladkého svalstva u různých plicních onemocnění,“ řekl Panettieri. „Možnost studovat mechaniku na úrovni jednotlivých buněk a prohlížet si tisíce buněk současně může být důležitým screeningovým nástrojem pro vývoj nových léků pro lidi s astmatem, kteří nereagují na současnou léčbu.“
Studii vedl Steven An, ředitel bioinženýrství v Rutgers Institute for Translational Medicine and Science a profesor farmakologie na Rutgers Robert Wood Johnson Medical School, a vědci z Yale University’s Yale Systems Biology Institute a Johns Hopkins University.