Buvo plačiai pripažįstama, kad vaistų ir kitų medicininių tyrimų bandymų su gyvūnais modeliai turi keletą rimtų trūkumų. Kai kuriais atvejais šie metodai yra neetiški ir žiaurūs. Be to, šie tyrimai ne visada gali tiksliai numatyti žmogaus fiziologiją. Daugelis šių studijų yra susijusios su didelėmis išlaidomis, o tai reiškia, kad kai kurie vaistiniai preparatai gali niekada netapti bandymo etapu.
Mokslininkai visame pasaulyje dirba kuriant miniatiūrinius žmogaus organus, kurie galėtų pakeisti bandymus su gyvūnais ir pagreitinti vaistų tyrimus. Jų eksperimentai rodo, kad ši sparčiai besivystanti technologija dažnai gali numatyti kūno reakciją į vaistus ir ligas, nenaudojant gyvų dalykų. Farmacijos pramonė išreiškia susidomėjimą šia naujausiomis sveikatos technologijomis, kurios padeda kurti naujoves.
Organs-on-a-chip narkotikų testavimui
"Organ-on-a-chip" yra įrenginys, sukurtas naudojant mikroschemų gamybos metodus. Jame yra nuolat perfuzuotos kameros, išklotos gyvų žmogaus ląstelių. Mažos kompiuterinės atminties kortelės dydis, šis prietaisas imituoja realių organų biologiją ir funkcijas, yra dabartinių šiandien naudojamų sistemų atnaujinimas (pvz., Gyvos ląstelės, auginamos petri lėkšte).
Mokslininkai jau sukūrė skirtingus organus ant lustai: plaučių, širdies, žarnyno ir kepenų.
Pavyzdžiui, "plaučių ant lūpos" yra tiek plaučių, tiek kapiliarų ląstelės, kurių viena pusė yra paveikta kraujo spaudimo terpėje, o kita - oru. Tai suteikia mokslininkams supratimą apie plaučių, kuriuose vyksta dujų mainai, dalį. Tai yra sritis, kurioje dažnai atsiranda plaučių problemų, tokių kaip infekcijos ir vėžys.
Ląstelė ant lusto yra lanksti, todėl ji išsišakojasi ir sutampa taip pat, kaip ir žmogaus plaučius, - tai replikuoja gyvojo organo funkciją.
"Organai-on-chips" technologija yra Harvardo universiteto "Wyss" biologiškai įkvėpto inžinerijos instituto laboratorijos. Kai kurios kompanijos dabar gamina lustai, kurie taip pat replikuoja sergančius organus. Kiti sutelkia dėmesį į tai, kaip narkotikai - tiek jau patvirtinti, tiek naujai sukurti - elgiasi šiuose prietaisuose, palyginti su žmogaus kūnu. Kadangi farmacijos kompanijos sutinka, kad investicijos į lusto technologijas yra tinkamas siekimas, tolesnės investicijos ir tolesni patobulinimai ateityje dar labiau naudingos liekamųjų organų.
Praėjusiais metais "Emulate, Inc." paskelbė apie bendradarbiavimą su "Johnson & Johnson" ir "Wyss Institute", siekdama įvertinti jų trombozę ant lusto platformos, kuri gali būti naudojama bandant vaistus, kurie sukelia kraujo krešulių susidarymą. Lusto modeliuose yra įvairių veiksnių, galinčių prisidėti prie kraujo krešulio vystymosi. Jei sėkmingai, ši technologija galėtų būti naudojama klinikiniuose vaistų bandymuose siekiant sumažinti kai kurių vaistų, tokių kaip imunoterapija ir onkologiniai vaistai, keliamą riziką, susijusią su kraujo krešuliu.
Neseniai augančių pagrindinių organų išaugimas iš kamieninių ląstelių taip pat gali būti naudingas organui ant chip technologijos. Eksperimentai rodo, kad žmogaus kamieninės ląstelės gali būti užprogramuotos gaminti skirtingų tipų audinius. Nors tai užtruks šiek tiek laiko, kol šis metodas gali būti naudojamas siekiant išplėsti individualius organus transplantacijos pacientams, jis jau gali būti taikomas auginant žmogaus audinį organų ant lusto modelių.
Ar netrukus bus žmogus-on-chip?
Vyso instituto mokslininkai dabar dirba ambicingame projekte: jie žiūri į įvairių organų lustų susiejimą, kad sukurtų visos žmogaus kūno kopiją.
Tai galėtų padėti narkotikų tyrimams neprilygstamu būdu. Keli in vitro "tiriamieji" gali būti išbandyti ir ištirti, ar jie reaguoja į tam tikrą vaistą per trumpą laiką.
Homo chippiens , kaip modelis buvo pavadintas humoriškai, taip pat buvo išnagrinėta JAV Aplinkos apsaugos agentūros, kaip alternatyvaus modelio, skirto aplinkos toksinų poveikiui, pavyzdžiui, dioksino ir bisfenolio A (BPA) poveikiui žmogaus kūne, tyrimo.
Šiuo metu beveik visiems naujiems vaistams vis dar reikia atlikti ilgą klinikinį tyrimą, taip pat juos pirmiausia reikia išbandyti žmonėms, kol jie pateks į rinką. Miniatiūrinių žmogaus organų vystymas gali sumažinti vystymosi procesą, praleidžiant dalį naujo narkotikų bandymo protokolo. Tačiau kai kurie ekspertai įspėja, kad lustai negali suvokti viso žmogaus organo sudėtingumo ir kad ši technologija turi trūkumų, kuriuos reikės spręsti, kol jie bus naudingi kaip tikrosios alternatyvos tikriems organams.