Orgaanit-On-A-siru ja kehittyvä lääketieteellinen tutkimus

On yleisesti tunnustettu, että eläinmalleilla huumeiden ja muiden hoitojen testauksessa on useita vakavia puutteita. Joissakin tapauksissa nämä menetelmät ovat epäeettisiä ja julmia. Lisäksi nämä tutkimukset eivät aina pysty tarkkaan ennustamaan ihmisen fysiologiaa. Monissa näistä tutkimuksista on suuria kustannuksia, mikä tarkoittaa, että jotkut huumeet eivät ehkä koskaan pääse testausvaiheeseen.

Tutkijat ympäri maailmaa ovat työskennelleet kehittämällä pieniä ihmisen elimiä, jotka voisivat korvata eläinkokeita ja nopeuttaa lääkekokeita. Heidän kokeilunsa osoittavat, että tämä kehittyvä kehittyvä teknologia voi usein ennustaa kehon vastausta huumeisiin ja sairauksiin käyttämättä eläviä aineita. Lääketeollisuus ilmaisee kiinnostuksensa tähän innovatiiviseen terveydenhuoltoteknologiaan, joka auttaa innovoimaan.

Organ-On-A-Chip huumeiden testaukseen

Elin-siru on laite, joka on luotu mikrosirun valmistusmenetelmillä. Se sisältää jatkuvasti elävöityneitä kammioita, jotka elävät ihmisen solut. Pienen tietokoneen muistitikun koko, tämä laite jäljittelee todellisten elinten biologiaa ja toimintoja ja on päivitys nykyisiin käytössä oleviin järjestelmiin (kuten eläviin soluihin, jotka on kasvatettu petrimaljassa).

Tutkijat ovat jo kehittäneet erilaisia ​​siruja: keuhkot, sydän, suolet ja maksat. Lung-on-a-chip sisältää esimerkiksi sekä keuhko- että kapillaarisia soluja, joiden toisella puolella on veren kaltainen väliaine ja toinen ilmaan. Tämä antaa tutkijoille tietoa keuhkojen osasta, jossa kaasunvaihto tapahtuu. Tämä on alue, jolla esiintyy usein pulmonaalisia ongelmia, kuten infektioita ja syöpää. Lung-on-a-chip on joustava, joten se ulottuu ja supistuu paljon kuin ihmisen keuhko - replikoi elävän elimen toimintaa.

Organs-on-chips -teknologia on peräisin Harvardin yliopiston Biologisesti inspiroidun tekniikan instituutin laboratorioista. Jotkut kaupalliset yritykset valmistavat nyt siruja, jotka replikoivat myös sairaan elimen. Toiset keskittyvät siihen, miten huumeet - sekä jo hyväksytyt että äskettäin kehitetyt - käyttäytyvät näissä laitteissa ihmiskehoon verrattuna. Koska lääkealan yritykset ovat yhtä mieltä siitä, että panostus siruteknologiaan on kelvollinen harjoittaminen, lisäinvestoinnit ja myöhemmät parannukset tekevät elinten pelimerkkejä entistäkin hyödyllisemmiksi tulevaisuudessa.

Viime vuonna Emulate, Inc. julkisti tutkimusyhteistyön Johnson & Johnsonin ja Wyss-instituutin kanssa niiden tromboosi-on-chip -alustan arvioimiseksi, jota voitaisiin mahdollisesti käyttää sellaisten lääkkeiden testaamiseen, joiden tiedetään aiheuttavan verihyytymiä. Siru mallinnaa erilaisia ​​tekijöitä, jotka voivat edistää verihyytymän kehittymistä. Jos tämä tekniikka onnistuu, sitä voitaisiin käyttää kliinisissä lääkekokeissa, jotta minimoidaan joidenkin lääkkeiden aiheuttama riski - kuten immunoterapeuttiset lääkkeet ja onkologiset lääkkeet -, jotka tunnetaan veren hyytymiseen liittyvistä mahdollisista sivuvaikutuksista.

Viimeaikaiset edistysaskeleet kantasolujen kasvavissa alkeellisissa elimissä voisivat myös tukea elin-siru-teknologiaa. Kokeet osoittavat, että ihmisen kantasolut voidaan ohjelmoida tuottamaan erilaisia ​​kudoksia. Vaikka se kestää jonkin aikaa ennen kuin tätä tekniikkaa voidaan käyttää yksilöllisten elinten kasvattamiseen elinsiirtopotilaille, sitä voidaan jo soveltaa ihmiskudoksen kasvattamiseen elin-siru-malleihin.

Tulee pian olemaan ihmisen-on-A-siru?

Wyss-instituutin tutkijat työskentelevät nyt kunnianhimoisen hankkeen parissa: he etsivät eri elinten välisiä yhteyksiä, jotta voidaan luoda koko ihmiskehon kopio. Tämä voisi auttaa huumeiden tutkimista vertaansa vailla olevalla tavalla.Useita in vitro -kohteita voitaisiin testata ja analysoida niiden vasteen suhteen tietylle lääkkeelle lyhyessä ajassa.

Homo chippiens kuten USA: n ympäristönsuojeluvirasto on tutkinut mallia humoristisesti, se on myös vaihtoehtoinen malli ympäristömyrkkyjen vaikutusten tutkimiseksi, kuten dioksiinin ja bisfenoli A: n (BPA) vaikutukset ihmisen maksaan.

Tällä hetkellä lähes minkä tahansa uuden lääkkeen on vielä suoritettava pitkä kliininen tutkimus sekä testattava ihmisillä ennen kuin se osuu markkinoille. Miniatyyriisten ihmisen elinten kehittäminen saattaa lyhentää kehitysprosessia ohittaen osan uuden lääkkeen kokeiluprotokollasta. Jotkut asiantuntijat varoittavat kuitenkin, että pelimerkit eivät pysty tarttumaan ihmisen elimen täydelliseen monimutkaisuuteen ja että tällä tekniikalla on rajoituksia, jotka on ratkaistava ennen kuin niistä tulee hyödyllisiä todellisina eliminä.