Ученые из института биоинжинерии Виcса при Гарвардском университете разработали модель, с помощью которой можно изучать токсичность различных препаратов, а применение ее при разработке новых лекарственных средств может стать альтернативой традиционным подходам. Они смоделировали отек легких с помощью биочипа, для создания которого использовались человеческие клетки.

Новая разработка представляет собой небольшой чип, созданный из прозрачного полимера, внутри которого располагаются полые каналы. Специальная пористая мембрана делит их на две равные части, одна из которых выстелена альвеолярными клетками из легкого человека и по ней осуществляется движение воздуха, вторая представляет собой модель кровеносного сосуда и содержит клетки капиллярного эндотелия, внутри нее течет жидкость, имитирующая кровь. Для воссоздания процесса дыхания был использован вакуумный насос.

На модели «легкое-на-чипе» ученые поставили эксперимент с интерлейкином-2, который широко используется в клинической онкологии. Одним из побочных эффектов его применения является отек легких. В «кровеносный сосуд» чипа был введен интерлейкин-2. Это привело к тому, что жидкость из него стала поступать в соседний канал, по которому осуществляется движение воздуха. В результате объем воздуха резко сократился, а поступление в канал «плазмы» привело к образованию тромбов. Эффекты, вызванные действием интерлейкина-2 на биочипе, аналогичны симптомам, возникающим при отеке легких.

Результаты эксперимента показали, что интенсивное дыхание и усиленная подача кислорода при использовании интерлейкина-2 может привести к ухудшению состояния больного. Также ученые протестировали препарат, представляющий собой блокатор каналов TRPV4 (transient receptor potential vanilloid 4), который препятствует развитию отека легких при терапии интерлейкином-2. Результаты оказались аналогичными тем, что были получены в ходе экспериментов над животными.