Az emberi sejtekből felépülő apró szív-, máj-, tüdő-, vese-, és egyéb szervutánzatok fontos célt szolgálnak: a segítségükkel a kutatók vizsgálhatják az organogenezist, vagyis a szervek kifejlődésének folyamatát és eközben feltárhatják az ennek során kialakuló rendellenességek létrejöttéért felelős okokat, valamint ellenőrizhetik a gyógyszerek hatásait olyan jól kontrollált és biztonságos környezetben, amely akár pontosabb adatokat szolgálhat egy-egy hatóanyag működéséről, mint az állatkísérletek.

A miniszerveket egy chipre helyezve a tudósok egész rendszereket, úgynevezett test-a-chipen struktúrákat hozhatnak létre, amelyek a szervek közötti interakciót is utánozzák kezdetleges, primitív módon. A sejtcsoportosulások ugyan távol vannak a kifejlett megfelelőik bonyolult működésétől, de az alapvető funkciók meglepően hasonlítanak a kész szervekéire, például a mini-szív ugyanúgy dobog, mint a teljes méretű. Az emberi test azonban rendelkezik olyan hozzávalókkal is, amelyek alapvető fontosságúak a szervezet működése szempontjából, de chipen felépített rendszerekből eddig hiányoztak, márpedig ezek nélkül nem lehet tökéletesen imitálni a testben zajló folyamatokat.

Az érhálózat az egyik ilyen komplex összetevő és az immunrendszer a másik, ez utóbbit sikerült most a Harvard Egyetem Wyss Intézetének laboratóriumában megalkotni. A kutatók egy mikrofuidikai (mikroszkopikus méretű, folyadékot tartalmazó), mini-szervek tenyésztésére alkalmas chipen B és T sejtekből nyirokmirigyeket növesztettek, amelyek az immunrendszer válaszreakcióiban fontos szerepet játszanak, mikor kórokozók támadják a testet. A nyirokmirigy-a-chipen egy véletlen felfedezés eredménye, mivel a kutatók eredetileg csak a B és T sejtek bizonyos viselkedéséről szerettek volna adatokat gyűjteni, de a kísérlet közben arra figyeltek fel, hogy az eszközbe helyezett sejtek a közvetítő közeg hatására önmaguktól háromdimenziós struktúrába rendeződtek. A nem várt esemény után a tudósok közelebbről is megvizsgálták a létrejött rendszert és megállapították, hogy azok CXCL13 kemokint, egyfajta jelzőmolekulát kezdtek kiválasztani magukból, ami a nyirokcsomók jelenlétének jele és a testben többek között akkor mutatható ki, mikor krónikus gyulladás lép fel a szervezetben, többek között rákos megbetegedések esetében is.

A további megfigyelések során bebizonyosodott, hogy a mini-immunrendszer létrejöttéhez azokra a speciális körülményekre volt szükség, amelyet a kutatók a szerv-chippel biztosítottak, a sejtek ugyanis más elrendezésben, hagyományos petricsészékben nem mutatták a CXCL13 termelés jeleit. Következő lépésként a nyirokmirigyek reakcióit tesztelték halott baktériumok és bizonyos citokinek hozzáadásával és a mini-immunrendszer ugyanígy kezdett reagálni, mint a valódi, emberi immunrendszer, vagyis a nyirokcsomókban plazmasejtek alakultak ki. Pranav Prabhala, a Wyss Intézet munkatársa elmondta: a modell az immunrendszer bonyolult hálózatának rejtélyeit segíthet feltárni, amit többek között a vakcinákra adott reakciók tesztelésével vizsgáltak a kísérlet során.

A nyirokmirigy chipeket a H5N1 influenzatörzs ellen "oltották be", miközben bizonyos segédanyagokkal segítették elő működésüket és a rendszer valóban elkezdett plazmát és antianyagokat termelni. Az eredményes kísérletek hatására a kutatók a jövőben is a vakcinák tesztelésére használják majd a chipeket, a munkát a gyógyszercégek mellett a Bill és Melinda Gates nevéhez fűződő Gates Alapítvány is támogatja, amely még az új koronavírus járvány előtt jóval, 2010-ben, 10 milliárd dollárnyi összeget fektetett az oltások fejlesztésébe és az ezzel kapcsolatos cégek tevékenységeinek segítésébe. Az akkori tervek szerint a 2020-ig tartó időszakban első körben a fejlődő országokban élő gyerekek számára biztosították a jobb hozzáférést a oltásokhoz, másrészt a malária elleni vakcina fejlesztésére koncentráltak.

"Ezt az évtizedet a vakcinák évtizedévé kell tennünk."

- nyilatkozta Bill Gates a támogatás bejelentésekor, 2019-ben pedig már arról számolt be, hogy a döntés élete legjobb befektetése volt, nagyjából húszszoros megtérüléssel. Az alapítvány jelenleg még nagyobb figyelmet fordít az oltások területére, Gates szerint pedig egy jövőbeli járvány elkerülésének egyik legfontosabb lépése az lenne, ha az oltások gyártását, szétosztását és beadását minél hatékonyabban szerveznék meg az országok.

(Fotó: Wyss Institute/Harvard University)