Учёные используют крошечные 3D-сферы для борьбы с туберкулёзом
Исследователи из Университета Саутгемптона разработали новую 3D-систему для изучения человеческой инфекции в лаборатории.
Команда, включающая специалистов по инфекциям, инженеров и биоинформатиков из Саутгемптона и Университетского колледжа Лондона, применила технику электростатической инкапсуляции для создания крошечных 3D-сфер. Внутри этих сфер человеческие клетки заражаются бактериями туберкулёза (ТБ), что создаёт условия, более точно отражающие процессы в организме пациентов.
Эта модель позволяет учёным глубже исследовать, что происходит в человеческом теле при развитии ТБ, с долгосрочной целью поиска новых антибиотиков и вакцин. Исследование финансировалось Советом по медицинским исследованиям (Medical Research Council) и опубликовано в журналах mBio и eLife.
Профессор Пол Элкингтон, руководитель группы по исследованию ТБ в Саутгемптоне, отметил: «Мы считаем, что это действительно захватывающее достижение для области исследований туберкулёза. 3D-сферу можно создать с коллагеновой матрицей, что делает её более похожей на человеческое лёгкое. Это создаёт среду, в которой определённые антибиотики, важные для лечения пациентов, могут уничтожить инфекцию, чего они не могут сделать в других 2D-модельных системах. Эта система поможет нам ускорить поиск методов лечения и вакцин от туберкулёза человека — инфекции, которая убивает 1,8 миллиона человек в год».
Кроме того, 3D-сферы позволяют продлить эксперименты до трёх недель, что более чем в четыре раза дольше, чем стандартные 2D-модели. Это даёт исследователям больше информации о том, как развивается инфекция и каков эффект различных вмешательств с течением времени.
Следующий этап исследования будет проводиться в сотрудничестве с Африканским институтом исследований в области здравоохранения (African Health Research Institute) в Дурбане в рамках проекта, финансируемого грантом MRC Global Challenges Research Fund Foundation Award на сумму 350 000 фунтов стерлингов. В Дурбане очень высокая заболеваемость ТБ и имеется идеальная лабораторная инфраструктура для внедрения 3D-модели для изучения клеток пациентов с высоким риском туберкулёза.
Профессор Элкингтон добавил: «Мы рады расширить наши исследования и получить возможность объединить разнообразный опыт для разработки передовой лабораторной системы, которая может быть применена к широкому спектру инфекций, особенно тех, которые распространены в бедных ресурсами странах. Мы будем использовать нашу 3D-модель для интеграции инженерных и биологических подходов с клиническими образцами, чтобы создать совершенно новую систему изучения инфекции».
Доктор Ал Лесли из Африканского института исследований в области здравоохранения сказал: «Совместная работа биологов, изучающих инфекционные заболевания, и инженеров приносит огромную пользу, поскольку они выводят друг друга из зоны комфорта и заставляют по-новому взглянуть на решаемую проблему. Этот грант — начало того, что, как мы надеемся, станет долгосрочным сотрудничеством, которое привнесёт реальные инновации в наши программы исследований ТБ и ускорит темпы открытий в борьбе с этой смертельной эпидемией».