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Der gesamte Menstruationszyklus der Frauen, der in einem Labor repliziert wird

2018-09-12 0
   
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résuméDas weibliche Fortpflanzungssystem ist so ein kompliziertes Netzwerk von Organen und fluktuierenden Hormonspiegel, dass es mysteriös erscheinen kann, auch für Frauen. Aber jetzt haben die Wissenschaftler den gesamten weiblichen Menstruationszyklus in
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Der gesamte Menstruationszyklus der Frauen, der in einem Labor repliziert wird

Das weibliche Fortpflanzungssystem ist so ein kompliziertes Netzwerk von Organen und fluktuierenden Hormonspiegel, dass es mysteriös erscheinen kann, auch für Frauen. Aber jetzt haben die Wissenschaftler den gesamten weiblichen Menstruationszyklus in einem Bento-Box-ähnlichen Gerät repliziert, das in die Handfläche passen kann.

Das Gerät stellt einen riesigen Sprung über die Standard-Plastik-Petrischale als Medium für das Studium der menschlichen Biologie und die Entwicklung neuer Krankheiten Behandlungen, die Forscher sagte. Es markiert auch eine kritische Leistung in einer breiteren Anstrengung, um den gesamten menschlichen Körper in künstliche Modelle nachzuahmen, fügten sie hinzu.

Das Gerät umfasst 3D-Modelle von Schlüsselorganen, darunter die Eierstöcke, Eileiter, Uterus, Leber, Gebärmutterhals und Vagina. Die Gewebe für jedes Organ wurden aus Stammzellen hergestellt, und die Organe sind in Brunnen enthalten, die durch Kanäle miteinander verbunden sind und das menschliche Kreislaufsystem nachahmen. Wenn die künstlichen Organe Stoffe wie Hormone absondern, werden diese Substanzen zu den anderen Organen und Geweben des Systems getragen, wodurch verschiedene Phasen des Fortpflanzungszyklus ausgelöst werden. Es wurde gezeigt, dass das Gerät genau so arbeitet, wie es der Fortpflanzungstrakt einer Frau im Laufe eines ganzen 28-tägigen Menstruationszyklus war. [Video: Lebensartiges Modell der Frauen-Menstruationszyklus in einem Labor gemacht]

"Wir denken, dass wir länger dauern können, aber was wir berichten, ist 28 Tage", sagte Lead-Forscherin Teresa Woodruff, Direktorin des Frauengesundheitsforschungsinstituts an der Northwestern University Feinberg School of Medicine, in Chicago. "Was wir hier imitieren Ist der Menstruationszyklus selbst. "

Waldmeister und ihr Team nannten das Gerät EVATAR - wie "avatar", aber weiblich.

"Avatare sind Darstellungen von wirklichen Menschen", sagte Woodruff Live Science. "Eva ist eine Art Mutter aller Menschen, EVATAR ist eine Art Mutter aller Mikromenschen."

EVATAR ist der Höhepunkt von fünf Jahren Arbeit von separaten Teams, denen jeweils ein Orgel zugewiesen wurde, um "in einem Würfel" zu schaffen.

Wissenschaftler im Woodruff-Labor, zusammen mit Forschern am MIT, entwickelten die Eierstöcke. Julie Kim, ein Associate Professor für Geburtshilfe und Gynäkologie im Nordwesten, schuf den Uterus. Spiro Getsios, ein Assistent Professor in Dermatologie und Zelle und Molekularbiologie am Nordwesten, entwickelte die Gebärmutterhalskrebs und Vagina; Und Joanna Burdette, von der University of Illinois in Chicago, entwickelten die Eileiter. EVATAR schließt auch eine künstliche Leber ein, weil dieses Organ viele Drogen metabolisiert, die Leute nehmen konnten.

Die meisten Organe in der Einheit wurden mit induzierten pluripotenten Stammzellen entwickelt, die Stammzellen sind, die aus erwachsener Haut oder Blutzellen hergestellt werden, die ausgelöst wurden, um sich zu Gewebe für ein bestimmtes Organ zu entwickeln. [Die 7 größten Mysterien des menschlichen Körpers]

Der wichtigste Fortschritt von EVATAR ist, dass jedes Organ in der Einheit durch ein künstliches Kreislaufsystem verbunden ist.

"Das imitiert, was tatsächlich im Körper passiert", sagte Woodruff in einer Erklärung von der Northwestern University.

Anwendungsmöglichkeiten

Woodruff sagte, dass EVATAR das Verständnis der Forscher über den weiblichen Körper verbessern und helfen könnte, die Entwicklung von dringend benötigten Medikamenten zur Behandlung von Zuständen wie Myomen, Endometriose, polyzystischem Ovar Syndrom (PCOS) und vielen Krebsarten zu führen. [5 Dinge, die Frauen über Eierstockkrebs wissen sollten]

Endometriose wirkt schätzungsweise 10 Prozent Frauen während ihrer Fortpflanzungsjahre, nach den National Institutes of Health. PCOS betrifft zwischen 5 und 10 Prozent der Frauen, nach dem NIH. Derzeit gibt es sehr wenige Behandlungen, andere als Chirurgie, für Frauen mit diesen Bedingungen.

Hormone spielen eine Schlüsselrolle bei diesen Bedingungen, sowie in vielen Krebsarten. EVATAR wird den Forschern dabei helfen, die Rolle der Hormone zu beeinflussen, wenn sie nach dem Papier der ForscherInnen Reproduktionskrankheiten untersuchen, die heute (28. März) in der Zeitschrift Nature Communications veröffentlicht wurden.

"Die Systeme sind enorm für das Studium von Krebs, die oft als isolierte Zellen anstatt systemweite Zellen untersucht wird", sagte Burdette in der Aussage. "Das wird die Art und Weise ändern, wie wir Krebs studieren."

Ein weiterer Forschungsbereich, den EVATAR verstärken könnte, ist die Fruchtbarkeitsbehandlung, vor allem für Frauen, die Krebs gehabt haben und Strahlung und Chemotherapie durchgemacht haben, die die Fähigkeit einer Frau beschädigen können, lebensfähige Eier zu produzieren, sagte Woodruff. Durch die Nachahmung der Fähigkeit des Körpers, Eier zu produzieren, könnten die Geräte neue Einblicke in bessere Möglichkeiten, Eier außerhalb des Körpers zu wachsen.

Die Geräte könnten sich auch bei der Suche nach neuen Geburtenkontroll-Medikamenten, die weniger häufig als die Standard-tägliche Pille genommen werden könnte, erwiesen haben, sagte Woodruff, der einen Zuschuss von der Bill und Melinda Gates Foundation hat, um neue Verhütungsmittel für Frauen zu entwickeln.

EVATAR ist Teil eines breiteren NIH-Projekts, das die Erfolgsquote neuer Medikamente verbessern soll. Derzeit werden Drogen in Labors und in Tiermodellen getestet, sagte Danilo Tagle, Associate Director des NIH-Projekts. Aber 90 Prozent der auf diese Weise getesteten Medikamente funktionieren nicht bei Menschen, sagte er.

"Das ist eine Menge verschwendete Kosten", sagte Tagle.

Bisher hat die Gruppe die Schaffung von Lebermodellen auf einem Chip, ein Herz auf einem Chip, das menschliche Gehirn auf einem Chip und vor kurzem die Schaffung eines künstlichen menschlichen Darms betreut, der prüft, wie bestimmte Medikamente verarbeitet werden das Verdauungssystem. [7 Fakten Frauen (und Männer) sollten über die Vagina wissen]

Von den NIH-finanzierten Projekten zur Herstellung von künstlichen Organen und Systemen gehört EVATAR bisher zu den komplexesten, denn es beinhaltet die hormonellen Veränderungen eines vollständigen 28-tägigen Menstruationszyklus, so Dayle. Waldmeister und andere stellen sich eine Zeit vor, in der Modelle wie EVATAR skaliert werden, um den gesamten menschlichen Körper einzuschließen.

"Auf lange Sicht können wir ein ganzes personalisiertes System für Personen schaffen, in denen künstliche Organe aus dem eigenen Gewebe stammen", sagte sie. "Auf diese Weise könnten wir eine personalisierte Quelle für die Untersuchung von Arzneimitteltoxizität und Arzneimittelwirksamkeit bereitstellen, die wir an diesem Punkt einfach nicht haben."

Woodruff's Team arbeitet nun an einer männlichen Version von EVATAR, die derzeit als ADATAR bezeichnet wird und das männliche Fortpflanzungssystem nachahmt.

In der medizinischen Forschung war es ungewöhnlich für Studien, sich zuerst (wenn überhaupt) auf weibliche Modelle zu konzentrieren , oft wegen Sexismus . Aber in diesem Fall war das Starten mit dem weiblichen Fortpflanzungstrakt nützlich, weil es klare Marker (wie Ovulation und das Ausscheiden des Uterusfutters) gibt, die ihr Team aussehen könnte, um sicherzustellen, dass ihre Einheit funktionierte, erklärte Woodruff.

"Wenn Sie ein brandneues, konstruiertes System wie dieses bauen, ist es wichtig, diese vorhergesagten Ergebnisse als positive Kontrollen zu haben", sagte sie. Mit anderen Worten, das Team konnte sehen, dass die Organe in der künstlichen Einheit funktionierten und interagierten, als die Einheit die verschiedenen Phasen des Menstruationszyklus zeigte.

Plus, fügte sie hinzu, es ist an der Zeit ein weibliches biologisches Modell kam zuerst.

Ursprünglicher Artikel über Live Science.

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