Testy in vitro są metodą często stosowaną w przypadku badań nad nowymi lekami. Pozwala bowiem na sprawdzanie możliwości poszczególnych substancji chemicznych bez wykonywania testów na zwierzętach. Trudnością jest jednak utrzymanie całej tkanki przy życiu przez dłuższy czas. Pozostawiona na powietrzu, szybko wysycha i obumiera, natomiast zanurzenie jej w płynie może zaburzyć naturalny przepływ gazów między komórkami.
Naukowcy z RIKEN Center for Biosystems Dynamics Research w Japonii opracowali urządzenie mikroprzepływowe wykorzystujące polidimetylosiloksan (PDMS), który często stosuje się jako środek przeciwpieniący w lekach dostępnych bez recepty. Tkanka nie jest stale zanurzona w płynie – urządzenie wyposażone jest w kanał otoczony półprzepuszczalną membraną i ścianami z PDMS. Pożywka krąży w tym mikrokanale i przedostaje się przez membranę, jednocześnie zaś możliwa jest wymiana gazowa. Choć zasada działania tego urządzenia wydaje się prosta, znalezienie optymalnych ustawień okazała się trudna.
“Kontrola przepływu medium była trudna, ponieważ mikrokanał utworzony między ściankami PDMS a porowatą membraną był niezwykły – mówi Nobutoshi Ota, współautor badania. – Jednakże, za pomocą metody prób i błędów, poprzez modyfikacje membrany oraz dostosowywanie prędkości przepływu wlotowego i wylotowego, udało nam się odnieść sukces.”
Zespół przetestował urządzenie z wykorzystaniem mysiego jądra nadskrzyżowaniowego, części mózgu biorącej udział w regulacji rytmu dobowego. Dzięki modyfikacji genetycznej aktywność neuronów związana była u tych zwierząt z wytwarzaniem fluorescencyjnego białka, co pozwalało na monitorowanie stanu tkanki. Analiza poziomu bioluminescencji wykazała, że nowy system hodowli umożliwił zachowanie komórek przy życiu przez okres 25 dni, przy czym zachowany został okołodobowy rytm aktywności.
Ta nowa metoda hodowli tkankowej może przynieść liczne korzyści. W perspektywie krótkoterminowej będzie przydatna do obserwacji rozwoju biologicznego oraz do testowania odpowiedzi tkanek na nowe leki. Znajdzie również zastosowanie w badaniach wymagających dłuższego czasu obserwacji.
