Наблюдение за конкретными ролями клеток, потерянными в шуме организма

Ощущение "бабочек в животе" — это результат коммуникации клеток мозга и кишечника. Однако точные механизмы этой связи сложны и до конца не изучены, отчасти из-за "размытых" границ в организме: в кишечнике больше нейронов, чем в спинном мозге.

Чтобы выделить "персонажей" из этого сложного взаимодействия, лаборатория профессора Абигейл Коппес изолирует отдельные типы клеток на портативных чипах. Эта технология может прояснить как нормальные функции клеток, так и их поведение в различных условиях, определяемых уникальной диетой и микробиомом человека.

Первый шаг — совершенствование технологии. Команда создала пластиковые слайды, которые выглядят пустыми, но на их поверхности находятся упрощённые сообщества клеток, например, гладкомышечных клеток (для пищеварения) или нейронов (передающих информацию из кишечника). Коппес называет это "органами на чипе".

На текущем этапе эти миниатюрные среды моделируют возраст, пол и состояние здоровья донора (например, синдром раздражённого кишечника). Это позволяет исследователям выявлять закономерности. Как отмечает Коппес: "Нам нужно уметь это делать и подтвердить работоспособность технологии, прежде чем её можно будет внедрить для персонализированной медицины".

Упрощение для понимания сложности. Исключая "шумную" среду организма (как бы разделяя слои лазаньи), учёные могут наблюдать компоненты по отдельности, изучая их специфические роли, которые обычно сливаются с активностью соседей.

Такое разделение необходимо, поскольку нервная система крайне "переполнена". Она передаёт сигналы от мозга к телу и обратно. Кишечник — яркий пример: его энтероэндокринные клетки, обнаружив пищу, автоматически сообщают о необходимости её переварить нервной системе, без нашего сознательного участия.

Учёные наблюдают, что мозг может переопределять эту автоматическую регуляцию, но как и когда — неясно. Именно это, а также нюансы межличностных различий, пытается выяснить Коппес.

Перспективы для медицины. Если эти модельные среды окажутся жизнеспособными, их можно будет использовать для улучшения диагностики. Например, взяв tiny образец ткани во время колоноскопии, можно вырастить клетки пациента на чипе и протестировать, подействует ли на него конкретная терапия.

Клетки — не незнакомцы, а давние союзники. Изучая их по отдельности в контролируемых условиях, можно лучше понять их "перекрёстные помехи" и даже предсказать их.

"Мы хотим задавать вопросы о человеческой биологии, — говорит Коппес, — но действительно контролируемым способом".