科学者たちは ハーバード大学ワイス生物学インスパイアードエンジニアリング研究所 そしてその カリフォルニア大学デービス校、 ヒトの子宮頸部のマイクロ流体モデルを開発しました。この「Cervix-on-a-Chip」（Cervix Chip）は、ヒトの子宮頸部の上皮間質界面とマイクロバイオームの相互作用を再現し、細菌性膣炎（BV）などの女性の健康問題を研究するための強力な新しいツールを提供します。
「我々が開発した子宮頸部モデルと、それが可能にする分析の幅と深さは、既存の臨床観察とよく一致する研究の新しい基準を設定すると同時に、子宮頸部の機能性と脆弱性に関する初めての新しい洞察を提供します」と、新しい報告書の主著者であるゾーレ・イザディファー博士は述べています。 ネイチャーコミュニケーションズイザディファーは現在 ボストン小児病院 ハーバード大学医学部（HMS）
この新しい研究では、このマイクロ流体デバイスが、粘液の生成、健康な組織でのホルモン反応、細菌感染への反応など、子宮頸部の複雑な組織環境をどのようにシミュレートできるかを実証しています。Wyssチームの論文のタイトルは「「粘液生成、宿主-マイクロバイオーム相互作用、ホルモン感受性、および自然免疫反応をヒト子宮頸部チップでモデル化しました。」
生殖年齢の女性の 25% 以上が BV 感染を経験しており、これは大きな不快感を引き起こし、性感染症 (HIV を含む)、自然流産、早産、その他の合併症のリスクを高めます。現在の抗生物質治療は効果がないことが多く、60% 以上の症例で再発を予防できません。これらの統計の背後にあるメカニズムは現在不明であるため、研究チームは生体内の臨床条件に忠実な in vitro モデルを作成することにしました。
体外子宮頸管の作成
子宮頸部チップは、健康な微生物群と病原性微生物群に対する子宮頸部の反応を詳細に研究できるようにすることで、この疾患を理解して治療するための新しいアプローチを提供します。ワイス研究所の創設所長であり、ボストンの臓器オンチップバイオテクノロジー企業であるエミュレートの共同創設者であるドナルド・イングバー医学博士が率いる研究チームは、SDカードサイズのマイクロ流体デバイスでヒトの子宮頸部上皮細胞と線維芽細胞を培養しました。このデバイスには、上皮細胞の下に線維芽細胞がある多孔質膜で区切られた2つのチャネルがあり、実際の子宮頸部の組織相互作用を模倣しています。
「私たちは、以前に開発した 膣チップ「研究者が女性の健康に関する長年の疑問に対する答えを見つけられるプラットフォームを作る」とイングバー氏は語った。「子宮頸部チップを膣チップと併用して、生きたバイオ医薬品の形で潜在的な新しい治療法の有効性を評価できるようになる」ことが期待されている。
研究チームは、USB メモリ スティック サイズのマイクロ流体デバイスを通る 2 つの並行チャネルの 1 つでヒトの子宮頸部上皮細胞を培養し、隣接するチャネルで子宮頸部線維芽細胞を培養することで、子宮頸壁をモデル化しました。チャネルは多孔質膜で分離されており、女性の体内と同様に 2 種類の細胞が通信できます。 [Wyss Institute at Harvard University]子宮頸部チップは、実際の子宮頸部の構造だけでなく機能も再現しています。生体内では、子宮頸部上皮は、子宮頸部チップの上皮層と同様に、一定または脈動する粘液の放出に対して異なる反応を示します。さらに、チップ環境へのホルモンの変化により、生体内の反応と一致する粘膜および細胞の反応が起こります。「これらの発見はすべて、臨床観察から説明される子宮頸部の生理学を密接に反映しています」とイザディファー氏は述べました。
次に、研究チームは、子宮頸部チップの有用性を検討し、健康な微生物叢と感染状態との相互作用を研究した。 ラクトバチルス・クルラタス子宮頸部チップでは粘液の質と上皮の完全性が向上していることが示されました。これもまた、自然な生理学的条件を反映しています。
逆に、 ガルデネラ・ヴァギナリスBV を引き起こす細菌の増殖は、上皮バリア機能の低下と炎症に関連するタンパク質の発現を引き起こした。「興味深いことに、BV に関連する粘液の質の低下を説明するのに役立つ可能性のある特定の粘液構造と糖の変化を特定しました。これは、間接的に下流の病理学的プロセスに影響を与える可能性があります」とイザディファー氏は述べた。「このチップを使用して、女性生殖器の他の感染症の新しい治療法も特定したいと考えています」とイングバー氏は述べた。
この研究は、女性の健康研究の分野における進歩を表しています。イザディファー氏は、「将来的には、女性の子宮頸部を再構築し、生体内と同様の反応性を得るためのボトムアップアプローチにより、さまざまな病状における子宮頸部の独特な組織と微生物成分の関連性を包括的に調査できるようになります」と結論付けました。
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#子宮頸部チップ女性の健康における最新の進歩
2024-06-02 22:02:22