Ученые создали модель человеческого кишечника на чипе и обнаружили три фактора, которые усиливают воспаление тканей и могут повышать риск развития рака кишечника. Ключевую роль, как показал эксперимент, играют клетки соединительной ткани, механические сокращения кишечника и гормоны беременности.
Результаты исследования опубликовали в журнале «Биомедицинская инженерия». Авторы разработали миниатюрную модель толстой кишки из клеток пациентов с болезнью Крона (хроническое воспалительное заболевание пищеварительного тракта) и язвенным колитом. Система воспроизводила кровоток, движение жидкости и естественные сокращения кишечника, позволяя наблюдать развитие заболевания в реальном времени.
Исследование показало, что фибробласты — клетки соединительной ткани — активно участвуют в развитии болезни. Даже здоровые клетки эпителия начинали демонстрировать признаки воспаления и разрушения защитного барьера, когда ученые добавляли в модель фибробласты пациентов с воспалительными заболеваниями кишечника.
Дополнительные эксперименты показали, что сокращения кишечника усиливают воспаление и рубцевание тканей. Кроме того, концентрации гормонов, характерные для первого триместра беременности, заметно ухудшали состояние моделей с воспалительными заболеваниями кишечника, но почти не влияли на здоровые ткани.
Модель также позволила проследить ранние изменения, связанные с развитием колоректального рака. В тканях с хроническим воспалением ученые обнаружили больше мутаций, хромосомных нарушений и признаков активации опухолевых процессов. Новая технология поможет лучше понять механизмы воспалительных заболеваний кишечника и ускорит разработку методов лечения, которые смогут снизить риск тяжелых осложнений, включая рак кишечника.
