Perawatan baru untuk penyakit paru-paru yang mematikan dapat diungkap dengan pemodelan 3D – ScienceDaily

Perawatan baru untuk penyakit paru-paru yang mematikan dapat diungkap dengan pemodelan 3D – ScienceDaily


Sebuah model jaringan paru-paru yang direkayasa secara biologis 3D yang dibuat oleh para peneliti Universitas Michigan membuat lubang dalam beberapa dekade, cawan Petri mengamati bagaimana penyakit mematikan fibrosis paru berkembang.

Penyebab fibrosis paru belum sepenuhnya dipahami, namun kondisi tersebut ditandai dengan jaringan parut yang terbentuk di dalam paru-paru. Jaringan parut itu membuat kaku dinding kantung udara paru-paru, yang disebut alveoli, atau, pada tahap lanjut, dapat sepenuhnya mengisi ruang alveolar. Kedua skenario tersebut membuat sulit bernapas dan menurunkan jumlah oksigen yang masuk ke aliran darah. Seringkali kondisinya tidak dapat diubah, akhirnya menyebabkan gagal paru-paru dan kematian.

Beberapa dokter khawatir pasien COVID-19 yang sakit kritis dapat mengembangkan bentuk fibrosis paru setelah lama tinggal di ICU.

Peneliti sedang mencari perawatan yang lebih baik. Meskipun mereka telah berhasil menemukan beberapa obat yang meredakan gejala atau memperlambat perkembangan dalam praktiknya, mereka belum dapat mereplikasi hasil tersebut dengan andal dalam model lab 2D saat ini. Jadi mereka tidak mengerti bagaimana atau mengapa obat itu bekerja, dan mereka tidak selalu bisa memprediksi senyawa mana yang akan membuat perbedaan. Penelitian baru dari UM mengambil langkah ke arah itu, dan secara gamblang menunjukkan bagaimana pendekatan sebelumnya tidak efektif.

Tim tersebut menunjukkan bahwa dalam beberapa model 2D, obat yang sudah diketahui efektif dalam pengobatan tidak menghasilkan hasil tes yang menunjukkan kemanjuran. Model rekayasa jaringan 3D mereka dari jaringan paru-paru fibrotik, bagaimanapun, menunjukkan bahwa obat tersebut bekerja.

Sebelum menguji obat-obatan, mereka terlebih dahulu melakukan penelitian untuk memahami bagaimana kekakuan jaringan mendorong munculnya myofibroblast – sel yang berkorelasi dengan perkembangan jaringan parut.

“Bahkan dalam sel dari pasien yang sama, kami melihat hasil yang berbeda,” kata Daniel Matera, kandidat doktor dan anggota tim peneliti. “Saat kami memasukkan kekakuan ke dalam lingkungan pengujian 2D, ini mengaktifkan myofibroblast, yang pada dasarnya menciptakan jaringan parut. Saat kami memasukkan kekakuan yang sama ke dalam lingkungan pengujian 3D kami, hal itu mencegah atau memperlambat aktivasi myofibroblast, menghentikan atau memperlambat pembentukan bekas luka. jaringan.”

Dengan mayoritas penelitian fibrosis paru yang mengandalkan tes 2D, kata dia, banyak yang meyakini tingginya kekakuan paru pada pasien harus menjadi sasaran pengobatan. Penelitian UM menunjukkan bahwa menargetkan kekakuan saja tidak dapat menghalangi perkembangan penyakit pada pasien, meskipun itu bekerja dalam cawan Petri.

Untuk menemukan pengobatan yang efektif, peneliti pertama-tama menyaring perpustakaan senyawa farmasi. Saat ini, mereka biasanya melakukannya pada sel yang dikultur pada plastik datar atau permukaan hidrogel, tetapi pengaturan ini sering kali melakukan pekerjaan yang buruk dalam menciptakan kembali apa yang terjadi dalam tubuh manusia.

Brendon Baker, asisten profesor di Departemen Teknik Biomedis UM, dan timnya melakukan pendekatan teknik jaringan. Mereka merekonstruksi interstitium paru-paru 3D, atau jaringan ikat, rumah fibroblas dan lokasi di mana fibrosis dimulai. Tujuan mereka adalah untuk memahami bagaimana isyarat mekanis dari jaringan paru-paru mempengaruhi perilaku fibroblast dan perkembangan penyakit.

“Menciptakan kembali struktur berserat 3D dari interstitium paru memungkinkan kami untuk memastikan obat yang efektif yang tidak akan diidentifikasi sebagai hit dalam pengaturan skrining tradisional,” kata Baker.

Di tengah misteri fibrosis paru adalah fibroblast, sel yang ditemukan di interstitium paru yang sangat penting untuk penyembuhan tetapi, secara paradoks, juga dapat mendorong perkembangan penyakit. Saat diaktifkan, setelah cedera atau saat ada penyakit, mereka menjadi miofibroblas. Jika diatur dengan benar, obat ini memainkan peran penting dalam penyembuhan luka, tetapi jika tidak diatur dengan benar, dapat menyebabkan penyakit kronis. Dalam kasus fibrosis paru, ini menyebabkan pengerasan jaringan paru-paru yang menghambat pernapasan.

“Model jaringan paru-paru kami terlihat dan berperilaku serupa dengan apa yang kami amati saat mencitrakan jaringan paru-paru yang sebenarnya,” kata Baker. “Sel pasien dalam model kami dapat secara aktif menjadi kaku, merusak, atau mengubah lingkungannya sendiri seperti yang mereka lakukan pada penyakit.”

Studi yang dipublikasikan dalam edisi terbaru Kemajuan Sains, didanai, sebagian, oleh National Institutes of Health.

Untuk Informasi Lebih lanjut silahkan Kunjungi : Slot Online

Author Image
adminProzen