“The New York Times”: Naukowcy zaczipowali waginę

Gazeta Wyborcz, 03.01.2023, 19:00, Azeen Ghorayshi

Silikonowy chip wyłożony tkanką pochodzącą od kobiet może pomóc naukowcom w testowaniu leków na infekcje pochwy.

Dr Don Ingber zarabia na życie, tworząc trójwymiarowe modele ludzkich narządów z elastycznych kawałków silikonu i wyhodowanych prawdziwych tkanek. Takie modele mogą imitować złożone fizyczne interakcje pomiędzy komórkami i płynami.

W ciągu ostatniej dekady Ingber, bioinżynier z Uniwersytetu Harvarda, wykonał ponad 15 takich narządów na chipach: imitujących płuca, wątrobę, jelita czy skórę. A teraz dodał do listy znacznie mniej przebadany narząd - pochwę.

“Wagina na chipie” została wykonana z komórek pochwy przekazanych przez dwie kobiety. Model został wyhodowany wewnątrz chipów z silikonowej gumy wielkości gumy do żucia, tworząc kanały, które reagowały na wahania poziomu estrogenów i bakterii. Jak wykazało badanie, chip z powodzeniem imitował kluczowe cechy mikrobiomu pochwy pełnego społeczności bakterii, które odgrywają kluczową rolę w utrzymaniu zdrowia.

Chip jest bardziej realistyczny niż inne laboratoryjne modele.

Funkcjonuje dokładnie tak jak ludzka pochwa - przekonuje Ingber.

Badacze uważają, że narzędzie może zaoferować lepszy sposób testowania terapii waginozy bakteryjnej, infekcji szkodliwych mikrobów w pochwie, która według szacunków każdego roku dotyka aż 30 proc. kobiet.

  • Ten system stanowi wielki krok naprzód - uważa dr Ahinoam Lev-Sagie, ginekolożka w Centrum Medycznego Hadassah w Jerozolimie, która bada mikrobiom pochwy i nie była zaangażowana w nowe badanie.

Ze względu na obawy dotyczące bezpieczeństwa kobiet badaczom trudno jest testować nowe metody leczenia nawracających infekcji.

  • Dość łatwo można znaleźć pacjentki zgadzające się na oddawanie próbek z pochwy, ale kiedy chcemy testować na nich leki, chętnych już nie ma - przyznaje lekarka.

Badanie, które zostało sfinansowane przez Fundację Gatesa, wykorzystało chip, który ma sprawdzić, jak prawdziwa pochwa reaguje na dobre i złe środowisko bakteryjne. Naukowcy wykazali, że tkanka pochwowa wewnątrz chipa reagowała pozytywnie na mieszankę Lactobacilli, rodzaju bakterii, które trawią cukry i wytwarzają kwas mlekowy, tworząc kwaśne środowisko we wnętrzu pochwy, chroniące ją przed infekcjami. Kiedy inny rodzaj bakterii związany z infekcjami pochwy był hodowany w chipie bez obecności Lactobacilli, stan zapalny wzrastał i prowadził do uszkodzenia komórek. Dokładnie tak się dzieje w przypadku waginozy bakteryjnej, gdy szkodliwe bakterie przejmują mikrobiom pochwy, obniżając jej kwasowość, a czasem powodując swędzenie i zwiększoną ilość wydzieliny. Waginoza bakteryjna jest zazwyczaj leczona antybiotykami, ale odsetek nawrotów jest wysoki. Nieleczona zwiększa ryzyko infekcji przenoszonych drogą płciową oraz raka szyjki macicy. U kobiet w ciąży podnosi ryzyko przedwczesnego porodu lub niskiej wagi urodzeniowej dziecka. Pomimo tych zagrożeń waginoza bakteryjna - jak i sama pochwa - pozostają niedostatecznie przebadane.

  • Tak naprawdę nie wiemy, jak te procesy przebiegają, a często nawet tego, które bakterie są za nie odpowiedzialne - mówi Amanda Lewis, profesor na Uniwersytecie Kalifornijskim w San Diego, która bada mikrobiom pochwy. - Jak można sobie wyobrazić, brak podstawowego zrozumienia tak ważnego systemu fizjologicznego sprawia, że interwencje są niedoskonałe lub nie ma ich wcale.

W 2019 r. Lev-Sagie i inni badacze z Izraela opublikowali wyniki pierwszego na świecie przeszczepu mikrobiomu pochwy. Bogata w bakterie wydzielina od dawczyń ze zdrowymi pochwami została przeniesiona do pochew pięciu kobiet, które zmagały się z nawracającą waginozą bakteryjną. Przesiewanie próbek, aby upewnić się, że są bezpieczne, i znalezienie pacjentek chętnych do udziału w badaniu było niezwykle trudne i zajęło wiele lat.

Inne modele oparte na zwierzętach lub prowadzone w laboratorium nie stanowią skutecznych środowisk, w których można badać mikrobiom pochwy. W czasie gdy pochwy zdrowych kobiet składają się w około 70 proc. z bakterii Lactobacillus, u innych ssaków bakterie Lactobacillus rzadko stanowią więcej niż 1 proc. mikrobiomu pochwy. A kiedy komórki pochwy są mieszane z bakteriami w szalce Petriego, bakterie szybko przejmują kontrolę i zabijają komórki.

  • Podobne wady hamują rozwój wielu leków, dlatego też “zaczipowane narządy” są tak obiecujące - twierdzi Ingber, który posiada patent na projekt silikonowego chipa i założył firmę, która je produkuje i testuje.

W innej pracy opublikowanej w tym miesiącu grupa Ingbera wykazała, że “zaczipowana wątroba” jest siedem do ośmiu razy skuteczniejsza w przewidywaniu ludzkich odpowiedzi na 27 leków niż modele zwierzęce. Naukowcy dodają, że chip pochwowy ma jednak swoje ograniczenia. Lev-Sagie z Hadassah Medical Center w Jerozolimie zauważyła, że mikrobiom pochwy zmienia się znacząco w odpowiedzi na menstruację, stosunek seksualny, wahania hormonalne czy stosowanie antybiotyków. A inne ważne typy komórek w pochwie, takie jak komórki odpornościowe, nie zostały uwzględnione w badaniu.

Prawdziwe życie w pochwie jest znacznie bardziej skomplikowane niż to w środowisku symulacyjnym - twierdzi Lev-Sagie.

Posiadanie bardziej zaawansowanego modelu będzie wymagało większej liczby badań nad tym, jak dokładnie działa mikrobiom pochwy i jak reaguje na choroby. W odróżnieniu od badań nad mikrobiomem jelitowym, które w ciągu ostatniej dekady szybko się rozwijały, prace nad mikrobiomem pochwy nie są odpowiednio finansowane.

W przypadku pochwy wiedzieliśmy, że bakterie są kluczowe już ponad 100 lat temu - podkreśla Lev-Sagie.

Artykuł pierwotnie ukazał się w “The New York Times”

© 2022 The New York Times Company

tłum. Kasper Kalinowski