Các nhà khoa học tạo ra 'âm đạo trên chip' để thử nghiệm thuốc chống nhiễm trùng

Các nhà khoa học đã tạo ra một mô hình “âm đạo trên chip” bằng cách sử dụng các tế bào phát triển bên trong các chip cao su silicon - một tiến bộ có thể giúp hiểu rõ hơn về tác động của cộng đồng vi khuẩn với sức khỏe âm đạo.

Trong khi các nghiên cứu trong nhiều thập kỷ đã đánh giá tác động của vi khuẩn đường ruột, vai trò của cộng đồng vi khuẩn sống trong âm đạo "thường bị bỏ qua", theo các nhà nghiên cứu, bao gồm cả những người ở Viện Wyss của Đại học Harvard (Mỹ).

Họ cho biết sự gián đoạn của cộng đồng vi khuẩn sống trong cơ quan này có thể gây ra bệnh viêm âm đạo do vi khuẩn (BV) - căn bệnh ảnh hưởng đến gần 30% phụ nữ trong độ tuổi sinh sản trên toàn cầu, tiêu tốn khoảng 4,8 tỉ USD để điều trị hàng năm.

Viêm âm đạo do vi khuẩn là viêm nhiễm do sự thay đổi phức tạp của hệ thống vi sinh vật trong âm đạo, trong đó vi khuẩn lactobacilli giảm và các mầm bệnh kỵ khí phát triển quá mức. Triệu chứng bao gồm khí hư âm đạo xanh xám, mỏng, có mùi tanh.

Tuy nhiên có những trở ngại trong việc tiến hành các thử nghiệm để tìm ra phương pháp điều trị chống lại BV vì hệ vi sinh vật trong âm đạo của con người khác biệt đáng kể so với các mô hình động vật thông thường được sử dụng trong nghiên cứu.

Trong một nghiên cứu mới được công bố gần đây trên Tạp chí Microbiome, các nhà khoa học đã tìm ra giải pháp đột phá cho vấn đề dưới dạng một chip mới mô phỏng môi trường mô âm đạo của con người, gồm cả cộng đồng vi khuẩn.

“Một trở ngại lớn cho nỗ lực đó là không có mô hình tiền lâm sàng tốt nào có thể được sử dụng để nghiên cứu liệu pháp nào thực sự có thể điều trị BV trong mô người. Dự án của đội chúng tôi là tạo ra chip âm đạo con người để hỗ trợ phát triển và thử nghiệm các liệu pháp mới cho BV”, Aakanksha Gulati, đồng tác giả nghiên cứu, cho biết trong một tuyên bố.

Chip âm đạo gồm biểu mô âm đạo của con người và các tế bào mô liên kết bên dưới.

Để chế tạo chip, các nhà khoa học đã cấy vào rãnh trên cùng của chip polymer các tế bào biểu mô âm đạo phụ nữ và thêm các tế bào nguyên bào sợi tử cung con người góp phần hình thành mô liên kết. Sử dụng thiết lập này, các nhà nghiên cứu có thể tái tạo sự sắp xếp 3D của thành âm đạo con người.

Các nhà khoa học cho biết chip mới tái tạo nhiều đặc điểm sinh lý của âm đạo và khi được cấy các chủng vi khuẩn khác nhau, có thể được sử dụng để nghiên cứu tác động của chúng với sức khỏe cơ quan này.

Khi đưa hormone sinh dục nữ estradiol vào chip âm đạo, họ nhận thấy các kiểu biểu hiện gien của chip thay đổi theo phản ứng, cho thấy nó nhạy cảm với các hormone tương tự như âm đạo thật.

Tiếp đến, các nhà nghiên cứu đã giới thiệu ba nhóm khác nhau có chứa một số chủng vi khuẩn Lactobacillus crispatus. Vi khuẩn này sau đó đã xâm chiếm thành công các chip sau ba ngày. Vi khuẩn bắt đầu sản xuất axit lactic giúp duy trì độ pH thấp của âm đạo và ức chế sự phát triển các vi khuẩn khác.

Tiếp theo, các nhà khoa học bắt đầu giới thiệu các loài vi khuẩn khác nhau có liên quan đến BV, chẳng hạn như Gardnerella vagis, Prevotella bivia và Atopobium vae.

Họ phát hiện ra rằng những vi khuẩn xấu này khiến độ pH của chip tăng lên, làm hỏng các tế bào âm đạo và tăng sản xuất nhiều phân tử liên quan đến viêm nhiễm - phản ứng tương tự như những gì thấy ở bệnh nhân người mắc bệnh BV.

Abidemi Junaid, đồng tác giả nghiên cứu, cho biết: “Điều rất ấn tượng là các loài vi sinh vật khác nhau đã tạo ra những tác động ngược lại như vậy với tế bào âm đạo con người. Chúng tôi có thể quan sát và đo lường những tác động đó khá dễ dàng bằng cách sử dụng chip âm đạo của chúng tôi”.

Các nhà nghiên cứu hy vọng sử dụng chip âm đạo để tìm ra phương pháp điều trị có thể làm giảm nhiễm trùng đường sinh sản, biến chứng trước khi sinh và tỷ lệ tử vong ở trẻ sơ sinh.