Szervek-On-A-Chip és fejlődő orvosi kutatás

Általánosan elismert, hogy a kábítószerek és más gyógykezelések tesztelésére szolgáló állatmodelleknek számos komoly hibája van. Néhány esetben ezek a módszerek etikátlanak és kegyetlenek. Ezenkívül ezek a vizsgálatok nem mindig képesek pontosan megjósolni az emberi fiziológiát. Ezek közül sok tanulmány kiterjedt költségekkel jár, ami azt jelenti, hogy egyes gyógyszerek soha nem fogják a vizsgálati fázisba kerülni.

A világ minden tájáról származó kutatók azon dolgoztak, hogy kifejlesszenek miniatűr emberi szerveket, amelyek potenciálisan helyettesíthetik az állatkísérleteket és felgyorsíthatják a kábítószer-kísérleteket. Kísérleteik azt mutatják, hogy ez a kialakuló új technológia gyakran előrejelzi a szervezetnek a kábítószerekre és betegségekre adott válaszát élő tárgyak használata nélkül. A gyógyszeripar kifejezi érdeklődését az újító technológiák iránt, amely segíti az innovációt.

Orgona-on-A-chip a kábítószer-teszteléshez

Egy szerv-on-a-chip egy mikrochip gyártási módszerrel létrehozott eszköz. Folyamatosan perfundált kamrákat tartalmaz, amelyeket élő emberi sejtek bélelnek. Egy kis számítógépes memóriakártya mérete, ez az eszköz utánozza a valódi szervek biológiáját és funkcióit, és a meglévő rendszerek korszerűsítése (például petri-csészében termesztett élő sejtek).

A tudósok már kifejlesztettek különböző szerveket: a tüdő, a szív, a bél és a máj. A lung-on-a-chip például tüdő- és kapilláris sejteket tartalmaz, amelyek egyik oldalán vér-szerű közeg, a másik pedig levegőnek van kitéve. Ez betekintést nyújt a tudósoknak a tüdő azon részébe, ahol gázcsere történik. Ez az a terület, ahol gyakran fordul elő tüdőbetegségek, például fertőzések és rák. A lung-on-a-chip rugalmas, így az emberi tüdőhöz hasonlóan nyúlik és szerződik, és az élő szerv funkcióját replikálja.

Az Organs-on-chips technológia a Harvard Egyetem Biológiailag Inspirált Mérnöki Intézetének laboratóriumából származik. Néhány kereskedelmi vállalat már most is zsetonokat gyárt, amelyek egy beteg szervet is replikálnak. Mások arra összpontosítanak, hogy a már jóváhagyott és újonnan kifejlesztett drogok hogyan viselkednek ezekben az eszközökben az emberi testhez képest. Mivel a gyógyszeripari cégek egyetértenek abban, hogy a chip technológiára való befektetés méltó törekvés, a további befektetések és a későbbi finomítások a szerveket a jövőben még hasznosabbá teszik.

Az elmúlt évben Emulate, Inc. bejelentette, hogy kutatási együttműködést folytat Johnson & Johnson és a Wyss Intézettel, hogy értékeljék a trombózis-on-a-chip platformjukat, amely potenciálisan vérrögöket okozó gyógyszerek tesztelésére használható. A chip különböző tényezőket modellez, amelyek hozzájárulhatnak a vérrög kialakulásához. Ha ez sikeres, akkor ezt a technológiát lehet alkalmazni a klinikai vizsgálatokban, hogy minimálisra csökkentsék az egyes gyógyszerek által okozott kockázatokat - mint például az immunterápiás és az onkológiai gyógyszerek -, amelyek a véralvadással kapcsolatos lehetséges mellékhatásokról ismertek.

Az őssejtek növekvő kezdeti szerveiben a közelmúltban elért eredmények támogathatják a szerv-on-a-chip technológiát is. A kísérletek azt mutatják, hogy az emberi őssejtek programozhatók különböző típusú szövetek előállítására. Noha időbe telik, mielőtt ezt a technikát fel lehetne használni a személyre szabott szervek tenyésztésére transzplantált betegek számára, akkor már alkalmazható az emberi szövet növekedésére szerv-on-a-chip modelleken.

Hamarosan emberi-on-A-chip lesz?

A Wyss Intézet tudósai most egy ambiciózus projekten dolgoznak: a különböző szervek-chipek összekapcsolására törekszenek, hogy az egész emberi test egy példányát hozzák létre. Ez párhuzamosan segítheti a kábítószer-kísérleteket.Több in vitro „alany” vizsgálható és elemezhető egy adott gyógyszerre adott válaszuk rövid idő alatt.

Homo chippiens mivel a modellt humorosan nevezték el, az Egyesült Államok Környezetvédelmi Ügynöksége is tanulmányozta, mint alternatív modellt a környezeti toxinok hatásainak tanulmányozására, mint például a dioxin és a biszfenol A (BPA) hatásai az emberi májra.

Jelenleg csaknem minden új kábítószernek még hosszú klinikai vizsgálatot kell folytatnia, és az embereket először tesztelni kell, mielőtt eléri a piacot. A miniatűr emberi szervek kialakulása rövidebbé teheti a fejlesztési folyamatot az új gyógyszer próba protokolljának egy részének kihagyásával. Egyes szakértők azonban figyelmeztetnek arra, hogy a chipek nem képesek megragadni az emberi szerv teljes komplexitását, és hogy ez a technológia olyan korlátokkal rendelkezik, amelyeket meg kell oldani, mielőtt azok valódi szervek valódi alternatíváivá válnának.