На штучній моделі жіночої статевої системи можна вивчати всі стадії менструального циклу.
Останнім часом все частіше з'являються повідомлення про органоїди - крихітні моделі людських органів, вирощених зі справжніх людських клітин. Такі моделі не можна називати органами в мініатюрі, вони все-таки не можуть робити багато речей, які роблять справжні органи. Однак деякі важливі процеси на них вивчати можна.
Те, що зробили дослідники з Північно-Західного університету, дуже схоже на такі моделі, хоча тут мова йде відразу про декілька органів, і використовували в даному випадку не тільки людські клітини. Це інший різновид моделювання - коли клітини висаджують на якийсь складноустроений чіп, який влаштований так, щоб разом з клітинами імітувати якийсь біологічний процес. Наприклад, є так звані «легені на чіпі»: кілька шарів клітин контактують, з одного боку, з кров'ю, з іншого - з повітрям, при цьому клітинні шари то розтягують, то стискають, як у справжніх дихаючих легенів.
Тереза Вудраф (Teresa Woodruff) і її колеги створили щось подібне для жіночої статевої системи. Фаллопієві труби, матку і шийку матки зібрали з людських клітин, які отримали з біоматеріалу, який залишається після гістеректомії, або видалення матки. Яєчники ж були з мишачої тканини, оскільки у жінок здорові яєчники видаляють дуже рідко.
З клітин людини зробили також імітацію печінки, яка потрібна для переробки гормонів. Всі «органи» сиділи на чіпі, пронизаному каналами, по яких йшла кровоподібна рідина з гормонами та іншими сигнальними молекулами. Пристрій назвали Evatar, тобто «аватар Єви».
Як відомо, жіноча статева система живе за складним циклом, сенс якого в тому, щоб підготувати чергову яйцеклітину до запліднення, а жіночий організм - до вагітності. Виявилося, що в Evatar'e можна змоделювати весь менструальний цикл, керуючи пристроєм за допомогою гормонів.
Щоб його запустити, починали з фоллікулостимулюючого гормону гіпофізу, який стимулює дозрівання яйцеклітин в яєчниках. Яєчники в Evatar'e відгукувалися на фолікулостимулюючий гормон іншим гормоном - естрогеном, а через чотирнадцять днів дослідники додавали в систему ще один гормон, лютеінізуючий, який спонукає яйцеклітини вийти з яєчників, а самі яєчники почати синтезувати прогестерон.
У жіночому організмі яйцеклітина після того, як покинула яєчник, переходить у фаллопієві труби, де і чекає сперматозоїда. В Evatar'e яйцеклітини залишалися поруч з яєчниками, проте фаллопієві труби працювали так, як якби в них була яйцеклітина: найдрібніші реснички, вистилаючі епітелій труб, рухалися так, як ніби гнали яйцеклітину у напрямку до матки. Сама матка на чіпі теж брала участь у штучному циклі: в ній і в її шийці своєчасно з'являлися рецептори до тих чи інших гормонів. Роль «печінки» (яка, звичайно, не входить у статеву систему) полягала в тому, щоб своєчасно розщеплювати гормони, не давати їм накопичуватися в системі і не збивати цикл. Повністю пристрій описано в статті в Nature Communications.
Про всяк випадок ще раз підкреслимо, чого хотіли домогтися автори роботи - їм було потрібно, щоб різні тканини і «органи», з яких складається жіноча статева системі, проявляли циклічну активність в тих же проміжках часу, як і в жіночому організмі. З Evatar'ом це вдалося цілком.
Звичайно, від експериментів на тваринах навряд чи вдасться відмовитися, але у випадку з жіночою статевою системою тварини не завжди годяться, і хорошої тваринної моделі людського 28-денного менструального циклу досі немає. На Evatar'e ж можна дослідити, наприклад, різні патологічні процеси: змінюючи гормональний фон, вносячи в клітини мутації, додаючи різні сигнальні молекули, можна, наприклад, змоделювати злоякісне переродження в клітинах яєчника або шийки матки, або ж перевіряти дію контрацептивів, або ж вивчати, від чого виникає безпліддя.