9 Mart 2023 – Başlangıç TikTok kombucha çayına gelince, bağırsak sağlığı bir an yaşıyor – bunu zaten yıllardır duyduktan sonra. Haklı olarak.
Bağırsaklarınız ve mikrobiyom olarak bilinen çeşitli bakteri karışımı artık sadece sindirimden ibaret değil. Bağırsak “sağlığı” aynı zamanda kalbinizin, beyninizin, bağışıklık sisteminizin ve daha fazlasının sağlığıyla da bağlantılıdır.
Sorun: İçeride neler olup bittiği ve hangi bakterilerin onu hangi seviyelerde doldurduğu ve bunların nasıl yorumlanacağı hakkında pek çok şey bir sır olarak kalıyor. Bağırsakları incelemek zordur. Hayvan araştırmaları faydalı olmayabilir, çünkü hayvanların insanlardan farklı sindirim enzimleri ve bağırsak bakterileri vardır. Ve bir petri kabında büyüyen hücreler gibi tipik laboratuar testleri, birçok hücre türünün büyüdüğü ve nemli, akıcı, oksijensiz bir ortamda etkileşime girdiği vücudun bir parçası olan bağırsağın ne kadar karmaşık olduğunu yakalamıyor.
“Gut on a chip” adı verilen gelişmekte olan bir teknoloji, tüm bunları değiştirmeyi vaat ediyor, daha önce hiç mümkün olmayan deneylere kapı açıyor ve tıbbi araştırmaları ilerletme sözü veriyor. APL Biyomühendislik.
Bağırsaklarınız Çipte
İnsan hücrelerini insan organlarının faaliyetlerini taklit edecek şekilde tasarlanmış bir cihaza yerleştirme konsepti olan “organ on a chip” teknolojisindeki en son gelişmelerden biridir. Bilim adamları akciğer, böbrek gibi organları simüle etmek için modeller geliştirdiler. vajina.
Bir çip üzerinde bir bağırsak oluşturmak için, bilim adamları bağırsak dokusundan ve bakterilerden hücreleri kültürler.
Berkeley’deki California Üniversitesi’nde doktora sonrası araştırmacı olan PhD, çalışma yazarı Amin Valiei, “Bu hücreler kolayca büyümüyor” diyor. “Belirli bir ortama ihtiyaçları var.”
Bu ortamı yaratmak için araştırmacılar, hücreleri bağırsakta bulunan sıvıların ve mimik kuvvetlerin akışına izin verecek şekilde tasarlanmış küçük kanalların içine yerleştirdiler. Bu, hücrelerin insan vücudunda olduğu gibi birbirleriyle etkileşime girebileceği anlamına gelir.
Valiei, “Bu modeller giderek daha da gelişiyor” diyor. “Birkaç yıl öncesine kıyasla, artık birkaç hücre türünü barındırabilen modellerimiz var.”
Bu Neden Önemlidir: İlaçlar, Hastalıklar ve Dysbiosis
Araştırmacılar, insanlarda zor veya imkansız olan modeller üzerinde deneyler yapabilirler.
Valiei, “Bu cihazlar, yeni ilaçları ve terapötikleri test etmek için hipotez aşamasında özellikle yararlı olabilir” diyor.
UC Berkeley’in Moleküler Hücre Biyomekanik Laboratuvarı’ndaki Valiei ve meslektaşları, bu bağırsak çipi modellerinde farklı bakteri türlerinin nasıl etkileşime girdiğini inceliyorlar. Özellikle, bazı zararlı bakterilerin bağırsakta nasıl tutunabileceğini araştırıyorlar – bu fenomen olarak bilinen bir fenomen. disbiyoz bu, enflamatuar bağırsak hastalığı (IBD), hassas bağırsak sendromu (IBS), diyabet, obezite, kanser ve kalp problemleri gibi bir dizi durumla bağlantılıdır.
Araştırmacılar ayrıca IBD, kolorektal kanser ve hatta COVID-19 gibi virüslerin bağırsak işlevi üzerindeki etkilerini incelemek için çip üzerinde bağırsak modelleri kullanıyor.
Raymond G. Murphy VA Tıp Merkezi’nde gastroenterolog olan MD, PhD Christopher Chang, hastalıkların nasıl geliştiğini anlamak için her şeyi temel adımlara ayırmamız gerektiğini ve çip üzerinde bağırsak modellerinin araştırmacıların bunu yapmasına yardımcı olabileceğini söylüyor Albuquerque, NM ve New Mexico Üniversitesi’nde. (Chang çalışmaya dahil değildi.)
“Bağırsakta kelimenin tam anlamıyla binlerce türü tanımlayabiliyoruz ve genel hatlarıyla hangi mikropların yararlı, hangilerinin yararlı olmadığını biliyoruz” diyor.
Ancak bireysel hatalar bir topluluğa nasıl uyar? Ve hangi kombinasyonlar sağlıksız olana karşı sağlıklı bir bağırsağa yol açar? Bu soruların cevapları belirsizliğini koruyor.
Chang, “Farklı antibiyotikler, probiyotikler ve fekal mikrobiyota nakilleri yoluyla mikrobiyomu manipüle etmenin yollarına sahibiz” diyor. “Ama bilmemiz gerekiyor: Neyi manipüle ediyor olmalıyız?”
İyileştirme Odası
Chang, bağırsağın henüz bağırsak çipi modellerine yansıtılmayan bir kısmının enterik sinir sistemi, yani “ikinci beynimiz” olduğunu söylüyor – GI kanalına gömülü nöronlar. Bağırsak ve beyin bu şekilde iletişim kurar ve işlev bozukluğu, IBS gibi bağırsak bozukluklarıyla bağlantılıdır.
IBS’li kişilerde bağırsak dokuları biyopsilerde normal görünse bile ağrı, ishal veya kabızlık olabilir. Çipte bağırsak modelleri, temel soruları yanıtlamaya yardımcı olsalar da, bu bozukluklarla ilgili içgörüleri ortaya çıkarmada daha az yardımcı olabilir.
Bağırsak-beyin bağlantısı hala açıklığa kavuşturulmaktadır, bu nedenle bilim geliştikçe, araştırmacılar gelecekteki çip üzerinde bağırsak modellerine yeni içgörüler ekleyebilirler.
Valiei, çip üzerinde bağırsak modellerinin hastalığın ötesinde de faydalı olabileceğini söylüyor. Yuttuğunuz herhangi bir ilaç GI yolunuzdan geçer. Araştırmacılar, ilaçları nasıl sindirdiğimizi ve emdiğimizi tam olarak ortaya çıkarmak için çip üzerinde bağırsak modellerini kullanabilirlerse, bu ilaçları nasıl kullandığımızı da geliştirebilirler.
Şimdilik, bu teknolojiyi yaygın kullanıma sokmak için baskı devam ediyor. Daha fazla araştırma yapma, teknolojiyi iyileştirme ve düzenleyicileri tatmin edecek yeterli veri toplama ihtiyacı nedeniyle, bu tür “hassas” ilacın hastalar için kullanımını gerçekten kişiselleştirmeye yetecek kadar kesin olması birkaç yıl alabilir. Ancak Valiei’ye göre, bu gerçekten de neyin geleceğine dair doğru bir bakış.