Ученые из Гарвардского университета разработали робота, который может выкуривать до 10 сигарет за раз для исследования болезней легких у курильщиков. Похожего плана машины существовали и раньше, но у этой есть одно серьезное отличие – «вдыхаемый» роботом дым от сигарет пропускается через специальный чип, на котором разложены живые клетки человеческой легочной ткани. Это «легкое-на чипе» позволит максимально точно исследовать воздействие сигарет на человека, с уровнем правдоподобия, которого никогда не достичь при экспериментах над животными.

В основном робот создан для изучения хронической обструктивной болезни легких (ХОБЛ), которое связано с хроническим воспалительным ответом легких на действие патогенных частиц или газов. Людям, страдающим этой болезнью становится все труднее и труднее дышать, поскольку микроскопические воздуховоды в легких закрываются. Только в США ею болеют около 11 млн. человек, количество больных во всем мире оценивается в 65 млн.

На самом деле исследования воздействия сигаретного дыма на человека не такая простая задача, как может показаться. Разведение клеток в чашечке Петри с последующим окуриванием их дымом работает не очень хорошо, поскольку не моделирует реальную обстановку в закрытых легких. Тестирование на лабораторных мышах и крысах тоже не дает релевантных результатов, поскольку они дышат только через нос. Конечно, можно заполнить их клетку дымом, но как симулировать, например, глубокую затяжку?

Робот же курит свои сигареты через специальный респиратор, который полностью копирует человеческое дыхание. Для того, чтобы показать различные привычки курильщиков, машина может затягиваться чаще или реже, тянуть дым мощно или потихоньку – все эти параметры программируются.

Затем дым проходит через «легкое на чипе» (фото ниже) - это небольшая пластиковая ячейка со специальным каналом, который выложен эпителиальными клетками, расположенными на воздушных каналах легких человека. Получают их из разных источников – как у многолетних курильщиков, так и у людей вообще не курящих.

При помощи нового робота можно исследовать не только воздействие сигарет, но также и различных аэрозольных лекарств. Кроме того, очень возможно, что наконец-то раскроется более полно тема с воздействием от электронных сигарет. Методы, применяемые сейчас, для этого не подходят – образцы в чашках Петри и лабораторные мыши невосприимчивы к пару от них. А вот жесткие дебаты по поводу вреда от электронных сигарет продолжаются до сих пор.

Это очень интересное исследование является только частью более крупного и безусловно амбициозного проекта – создания «человека-на чипе». Неделей раньше команда того же университета показала «сердце-на-чипе» - со смонтированными на тканях сердца сенсорами, которые улавливают количество сокращений. Всего в чипе, имитирующем основные системы организма человека, будет участвовать 10 органических чипов. А в видео ниже показывают и рассказывают о роботе-курильщике: