Микробиом человека был горячей темой в течение последнего десятилетия, и исследования указывают на то, что нарушенные бактериальные сообщества являются виновниками множества заболеваний, включая синдром раздраженного кишечника, экзему и аутоиммунные заболевания. Большинство исследований было сосредоточено на микробиоме в кишечнике человека, но растет признание того, что другое часто игнорируемое бактериальное сообщество заслуживает такого же внимания - то, которое находится во влагалище.
Нарушения микробиома влагалища вызывают бактериальный вагиноз (БВ), которым страдают почти 30% женщин репродуктивного возраста во всем мире. БВ удваивает риск многих инфекций, передаваемых половым путем, включая ВИЧ, и увеличивает риск преждевременных родов у беременных женщин, что является второй по значимости причиной смерти новорожденных. В настоящее время БВ лечат антибиотиками, но он часто рецидивирует и может привести к более серьезным осложнениям, включая воспалительные заболевания органов малого таза и даже бесплодие.
Точно так же, как пробиотики в настоящее время назначаются для лечения проблем с кишечником, изучаются живые биотерапевтические препараты для лечения БВ. Однако трудно проводить доклинические испытания, поскольку микробиом влагалища человека резко отличается от микробиома обычных моделей на животных. Исследования показали, что лактобациллы составляют более 70% вагинального микробиома здорового человека, но менее 1% вагинального микробиома у других млекопитающих.
Исследователи из Института Висса при Гарвардском университете создали решение этой проблемы в виде нового органного чипа, который воспроизводит микробиом тканей влагалища человека.
Разработка вагинального чипа потребовала от ученых имплантации эпителиальных клеток влагалища человека в верхний канал полимерного чипа и клеток фибробластов матки человека через проницаемую мембрану. Это создало трехмерную структуру стенки влагалища человека. Через пять дней образовались многочисленные слои дифференцированных клеток влагалища человека.
С этой технологией было проведено несколько успешных исследований. Например, когда вводили форму полового гормона эстрогена, реакция клеток на чип изменялась, что указывало на то, что чип был чувствителен к гормонам.
Чип описан в новой статье, опубликованной в журнале Microbiome.
Когда на чипе растут полезные бактерии, такие как Lactobacillus Crispatus, эпителиальные клетки остаются здоровыми и производят меньше провоспалительных молекул. Это согласуется с существующей теорией о том, что эти микробы помогают поддерживать здоровье влагалища человека.
Исследователи также внедрили в чип вредные бактерии, вызывающие БВ (такие как Gardnerella vaginalis), которые вызывают повреждение эпителиальных клеток, повышая уровень провоспалительных цитокинов и повышая pH. Этот тип реакции обычно наблюдается, когда во влагалище человека происходят патологические изменения из-за нездорового микробиома.
'Было очень поразительно, что различные виды микробов оказывали такое противоположное воздействие на клетки влагалища человека, и, используя наш вагинальный чип, мы смогли довольно легко наблюдать и измерять эти эффекты', - сказал Абидеми Джунаид, соавтор исследования.
“Успех этих исследований демонстрирует, что эта модель может быть использована для тестирования различных комбинаций микробов, чтобы помочь определить наилучшие пробиотические методы лечения БВ и других состояний”.
'Растет признание того, что забота о здоровье женщин имеет решающее значение для здоровья всех людей, но создание инструментов для изучения женской физиологии человека откладывается', - сказал Дон Ингбер, старший автор исследования.