9. Februar 2023 – Befürworterinnen der Frauengesundheit argumentieren seit Jahren, dass viel mehr Forschung zum weiblichen Körper und zur Gesundheit erforderlich ist. Die weltweit erste „Vagina auf einem Chip“, die kürzlich am Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering in Harvard entwickelt wurde, könnte einen großen Beitrag dazu leisten.
„Die Gesundheit von Frauen bekommt nicht die Aufmerksamkeit, die sie verdient“, sagt Don Ingber, MD, PhD, der das Team leitete, das den Vaginal-Chip entwickelt hat. Das Backup zog schnell die Aufmerksamkeit der Medien auf sich, nachdem es gemeldet wurde Zeitschrift Das Mikrobiom Ende November. Doch die Forscher erhoffen sich mehr als Schlagzeilen. Sie sehen den Chip als eine Möglichkeit, die Erforschung der vaginalen Gesundheit zu erleichtern und die Tür zu wichtigen neuen Behandlungen zu öffnen.
Sie haben vielleicht schon von „Organs on Chips“ gehört: winzige Geräte in der Größe eines USB-Sticks, die die biologische Aktivität menschlicher Organe nachahmen sollen. Diese Glaschips enthalten lebende menschliche Zellen in Rillen, die Flüssigkeit passieren lassen, um die Zellfunktion entweder aufrechtzuerhalten oder zu stören. Bis heute haben Ingber und sein Team am Wyss Institute mehr als 15 Modell-Orgelchips entwickelt, darunter Chips, die nachahmen Lunge, Darm, Niere, Und Knochenmark.
Die Idee zur Entwicklung des Vaginalchips entstand aus der von der Gates Foundation finanzierten Forschung zu einer Kinderkrankheit namens umweltbedingter enterischer Dysfunktion, einer Darmerkrankung, die in Ländern mit geringen Ressourcen am häufigsten vorkommt und die zweithäufigste Todesursache bei Kindern unter 5 Jahren ist. Da entdeckte Ingber, wie stark das Mikrobiom des Kindes diese Krankheit beeinflusst.
Basierend auf dieser Arbeit richtete die Gates Foundation ihre Aufmerksamkeit auf die Gesundheit von Neugeborenen – insbesondere auf die Auswirkungen der bakteriellen Vaginose, einem Ungleichgewicht in der bakteriellen Zusammensetzung der Vagina. Bakterielle Vaginose betrifft 1 von 4 Frauen weltweit und wird mit Frühgeburten sowie HIV, HPV-Persistenz und Gebärmutterhalskrebs in Verbindung gebracht.
Beim Einrichten Vaginales Mikrobiom-Forschungskonsortium, Die Stiftung bat Ingber, einen Organchip zu entwickeln, der das vaginale Mikrobiom nachahmt. Ziel war es, „lebende biotherapeutische Produkte“ oder lebende Mikroben wie Probiotika zu testen, die die Gesundheit des vaginalen Mikrobioms wiederherstellen könnten.
Es gibt kein anderes präklinisches Modell, das solche Tests durchführt, sagt Ingber.
“Der Vaginal-Chip ist eine Möglichkeit, Fortschritte zu machen”, sagt sie.
Wir fördern mehr Forschung zur Gesundheit von Frauen
Die Gates Foundation hat erkannt, dass die reproduktive Gesundheit von Frauen nicht nur in Ländern mit niedrigem Einkommen, sondern überall auf der Welt ein wichtiges Anliegen ist. Als sich das Projekt entwickelte, begann Ingber von Kollegen zu hören, wie die reproduktive Gesundheit von Frauen in der medizinischen Wissenschaft vernachlässigt wurde.
„Das ist etwas, wofür ich sensibel geworden bin, und mir ist klar geworden, dass es nur ein Anfang ist“, sagt Ingber.
Nehmen Sie zum Beispiel bakterielle Vaginose. Seit 1982 dreht sich die Behandlung um dieselben zwei Antibiotika. Zum Teil, weil es kein Tiermodell zum Studieren gibt. Keine andere Spezies hat die gleiche vaginale Bakteriengemeinschaft wie der Mensch.
Dies macht die Entwicklung einer neuen Therapie „unglaublich herausfordernd“, erklärt Caroline Mitchell, MD, MPH, OB/GYN am Massachusetts General Hospital und Mitglied des Konsortiums.
Es stellt sich heraus, dass die Nachbildung einer Vagina in einer Laborschale, um einen Fachbegriff zu verwenden, sehr schwierig ist.
“Hier bietet der Vaginal-Chip eine Chance”, sagt Mitchell. „Es ist kein superhoher Durchsatz, aber es ist ein viel höherer Durchsatz als a [human] klinische Bewertung.”
Daher könnte der Vaginalchip Wissenschaftlern helfen, viel schneller neue Behandlungen zu finden.
Wie Ingber sieht auch Mitchell den Chip als eine Möglichkeit, mehr Aufmerksamkeit auf weitgehend unerfüllte Bedürfnisse in der Reproduktionsmedizin von Frauen zu lenken.
„Die reproduktive Gesundheit von Frauen wurde jahrzehntelang unterversorgt, priorisiert und weitgehend übersehen“, sagt sie. Und vielleicht ist es Zeit für eine Veränderung: Mitchell sagt, sie sei von den National Institutes of Health ermutigt worden NIH-Forschungsfortschritte zur Frauengesundheit Konferenz, die 2021 als Reaktion auf eine Bitte des Kongresses abgehalten wurde, sich mit Forschungsbemühungen zur Gesundheit von Frauen zu befassen.
Neben der bakteriellen Vaginose stellt sich Mitchell vor, dass der Chip Wissenschaftlern helfen könnte, neue Behandlungen für vaginale Hefeinfektionen (Candidiasis), Chlamydien und Endometriose zu finden. Wie bei bakterieller Vaginose, Medikamente für Scheidenpilzinfektion Sie haben sich seit Jahrzehnten nicht weiterentwickelt, sagt Mitchell. Die Bemühungen zur Entwicklung eines Impfstoffs gegen Chlamydien – die das Fortpflanzungssystem einer Frau dauerhaft schädigen können – ziehen sich seit Jahren hin. UND EndometrioseDer oft schmerzhafte Zustand, bei dem das Gewebe, aus dem die Gebärmutterschleimhaut besteht, außerhalb der Gebärmutter wächst, bleibt zu wenig untersucht, obwohl 10 % der Frauen im gebärfähigen Alter davon betroffen sind.
Während einige Mausmodelle in der Chlamydia-Forschung verwendet werden, ist es schwer zu sagen, ob sie auf den Menschen übertragen werden, angesichts der Unterschiede bei vaginalen und zervikalen Bakterien.
“Unser Verständnis der grundlegenden Physiologie der vaginalen und zervikalen Umgebung ist ein weiterer Bereich, in dem wir beklagenswert ignorant sind”, sagt Mitchell.
Zu diesem Zweck entwickelt Ingbers Team komplexere Chips, die Vagina und Gebärmutterhals nachahmen. Eines seiner Teammitglieder will mit den Chips Unfruchtbarkeit untersuchen. Wissenschaftler haben die Chips bereits verwendet, um zu sehen, wie bakterielle Vaginose und Schleimveränderungen die Art und Weise beeinflussen, wie Spermien in den Fortpflanzungstrakt wandern.
Das Labor verbindet jetzt Chips aus der Vagina und dem Gebärmutterhals, um Virusinfektionen des Gebärmutterhalses wie HPV und alle Arten von bakteriellen Erkrankungen des Vaginaltrakts zu untersuchen. Durch das Auftragen von Zervixschleim auf einen Vaginalchip hoffen sie, mehr darüber zu erfahren, wie das Fortpflanzungsgewebe von Frauen auf Infektionen und Entzündungen reagiert.
„Ich sage immer, Organchips sind wie synthetische Biologie auf der Ebene von Zellen und Organen“, sagt Ingber. „Fangen Sie einfach an und sehen Sie, ob es funktioniert. [can] sie ahmen die klinische Situation nach.“
Da sie die Chips komplexer machen – vielleicht durch Hinzufügen von Blutgefäßzellen und weiblichen Hormonen – erwartet Ingber, die Reaktion auf hormonelle Veränderungen während des Menstruationszyklus untersuchen zu können.
„Wir können damit beginnen, die Auswirkungen des Radfahrens im Laufe der Zeit sowie andere Arten von hormonellen Auswirkungen zu untersuchen“, sagt er.
Ingber stellt sich auch vor, den Vaginal-Chip mit anderen Organ-Chips zu verbinden – er hat es bereits geschafft, acht verschiedene Arten von Organen miteinander zu verbinden. Aber vorerst hofft das Team, dass der Vaginalchip unser Verständnis der grundlegenden weiblichen Reproduktionsbiologie verbessern und den Prozess der Entwicklung neuer Behandlungen für die Gesundheit von Frauen beschleunigen wird.