Menneskekroppen er virkelig komplisert - og situasjonen blir enda mer komplisert når det gjelder den kvinnelige reproduksjonssyklusen. Så hvordan er det best å studere dette kompliserte systemet? En gruppe forskere tror de har svaret: Gjenopprett det i en rett.
For å oppnå denne bragden, opprettet forskere en plattform som la alt vevet som er involvert i den kvinnelige reproduksjonssyklusen på mikrobrikker. Hver brikke inneholdt forskjellige vev - eggstokkvev fra mus og humane eggleder i vævene, livmorslimhinnen (endometrium), lever og livmorhalsvev. Så fant de ut hvordan de skal få disse vevene til å samhandle over en måned lang periode. Teamet publiserte nylig resultatene i tidsskriftet Nature Communications .
Menstruasjonssyklusen på et brikkesystem løser et problem forskere lenge har hatt mens de prøvde å studere medikamentinteraksjoner i menneskekroppen - og hvordan disse stoffene kan påvirke reproduksjonen. Med dagens teknologi er det både umulig og uetisk å studere hele reproduksjonssyklusen i sanntid. Det er vanskelig å vokse vev fra forplantningskanalen i laboratoriet. Og når mennesker dør, er det ikke lenger mulig å studere de delikate interaksjonene mellom reproduktive kanalvev sammen med effekten av hormoner.
Denne enheten er faktisk en fungerende modell av en kvinnelig reproduksjon. (Woodruff Lab) Dyreforsøk utgjør et annet problem — forskere kan studere reproduksjonen, men medisiner påvirker dyr på en annen måte enn de gjør. Vurder saken om thalidomide, sier Nathaniel Huebsch, seniorforsker ved University of California Berkeleys Healy Laboratory, som spesialiserer seg på bioingeniør og "organ-på-en-chip" -teknologi. Han sier til Smithsonian.com at stoffet er et eksempel på en tid da forskere gjorde det galt. Det ble testet på dyr og så ikke ut til å forårsake noen negative effekter på gnagere eller deres avkom. Men når det først kom på markedet på 1960-tallet, oppdaget forskere at stoffet forårsaket ødeleggende fødselsdefekter hos mennesker.
"Det samme eksakte signalet kan gjøre dramatisk forskjellige ting, avhengig av sammenhengen til cellene som mottar signalet, " sier han.
Det kan være vanskelig å studere den kvinnelige reproduksjonssyklusen, men det nye systemet kan en dag gjøre det mye enklere. Forskerne brukte mikrofluidikk - teknologi som manipulerer væsker over ørsmå kanaler, og gir muligheter til både å kontrollere og bedre studere egenskapene. I dette tilfellet tillot elektromagnetisk pumpede væsker de forskjellige vevene å kommunisere med hverandre på samme måte som en reproduksjon.
Det lille systemet fungerte. Da forskerne introduserte hormoner i blandingen, svarte vevene som om de ville være inne i en kropp - og interaksjonene kunne opprettholdes i løpet av en hel 28 dager lang "menstruasjonssyklus." Inne i de bittesmå flisene gjorde forskjellige reproduktive vev tingene deres, utskiller hormoner på forskjellige nivåer i løpet av måneden og til og med bidrar til vekst av eggstokkene i eggstokkene.
Huebsch, som ikke var involvert i forskningen, sier at det nye systemet viser løfte. "Jeg kan se en vei mot å skalere opp dette, " sier han til Smithsonian.com. "Hvis du kunne gjort dette i en stor nok skala, kan du virkelig gjøre noen oppdagelser." Og forskerne er enige. I papiret skriver de at verktøyet kan forbedre både tempoet og kvaliteten på reproduktiv, toksikologi og medikamentell forskning.
Arbeidet deres er imidlertid langt fra ferdig. Det nye systemet etterlignet bare hormoner og ikke andre faktorer som immunitet eller støtte fra avkom, så det er langt fra å gjenskape alle de kompliserte faktorene reproduktive systemet håndterer hver dag. Menneskekroppen forblir nesten utenkelig komplisert - men litt etter litt beveger forskere seg mot bedre måter å etterligne og studere.
