Bylo všeobecně známo, že modely zvířat pro testování léků a jiných léčebných postupů mají několik závažných nedostatků. V některých případech jsou tyto metody neetické a kruté. Navíc tyto studie nejsou vždy schopny přesně předpovědět fyziologii člověka. Mnohé z těchto studií přicházejí s rozsáhlými náklady, což znamená, že některé léky se nikdy nedostanou do testovací fáze.
Vědci z celého světa pracují na vývoji miniaturních lidských orgánů, které by mohly potenciálně nahradit testování na zvířatech a urychlit zkoušky na léky. Jejich experimenty ukazují, že tato vznikající vznikající technologie může často předpovídat odpověď těla na drogy a nemoci bez použití živých subjektů. Farmaceutický průmysl vyjadřuje zájem o tuto začínající zdravotní technologii, která pomáhá podpořit její inovace.
Organ-On-A-čip pro testování léků
Organ-on-a-chip je zařízení vytvořené metodami výroby mikročipů. Obsahuje nepřetržitě perfuzované komůrky lemované živými lidskými buňkami. Velikost malého paměťového modulu počítače, tento přístroj napodobuje biologii a funkce reálných orgánů a je modernizací stávajících systémů, které se dnes používají (například živé buňky pěstované v petriho misce).
Vědci již vyvinuli různé orgány na čipu: plíce, srdce, střevo a játra.
Lung-on-a-chip například obsahuje jak plicní, tak kapilární buňky, přičemž jedna strana je vystavena krevnímu prostředí a druhá na vzduchu. To poskytuje vědcům vhled do části plic, kde dochází k výměně plynu. Toto je oblast, kde se často vyskytují plicní problémy, jako jsou infekce a rakovina.
Lung-on-a-chip je pružný, takže se táhne a kontrahuje podobně jako lidská plíce - replikuje funkci živého orgánu.
Technologie organů na čipách pochází z laboratoří Wyss Institute for Biological Inspired Engineering na Harvardské univerzitě. Některé komerční společnosti nyní vyrábějí čipy, které replikují i nemocný orgán. Jiní se zaměřují na to, jak se drogy - jak již schválené, tak nově vyvinuté - chovají v těchto prostředích ve srovnání s lidským tělem. Vzhledem k tomu, že farmaceutické společnosti se shodují, že investování do technologií čipů je důstojným pronásledováním, další investice a následné vylepšení způsobí, že budou v budoucnosti užitečnější.
V loňském roce společnost Emulate oznámila výzkumnou spolupráci s firmou Johnson & Johnson a Wyss Institute, aby zhodnotila svou platformu trombózy na čipu, která by mohla být potenciálně použita k testování léků, o kterých je známo, že způsobují krevní sraženiny. Čip modeluje různé faktory, které mohou přispět k rozvoji krevní sraženiny. Pokud bude tato technologie úspěšná, mohla by být použita v klinických studiích léčiv, aby se minimalizovalo riziko vyvolané některými léky - jako jsou imuno-terapeutika a onkologické léky - známé pro možné vedlejší účinky spojené s srážením krve.
Nedávný pokrok v růstu rudimentárních orgánů z kmenových buněk by také mohl podpořit technologii organ-on-a-chip. Experimenty ukazují, že lidské kmenové buňky mohou být naprogramovány tak, aby produkovaly různé typy tkání. Zatímco to může trvat nějakou dobu, než tato technika může být použita k růstu personalizovaných orgánů pro pacienty s transplantací, to může být již aplikováno na růst lidské tkáně pro organ-on-a-chip modely.
Bude tam brzy člověk na čip?
Vědci z Institutu Wyss nyní pracují na ambiciózním projektu: Hledají spojení různých orgánů na čipu, aby vytvořili repliku celého lidského těla.
To by mohlo napomáhat pokusům o drogy bezkonkurenčně. Mnoho in vitro "subjektů" mohlo být testováno a analyzováno pro jejich reakci na určitou drogu v krátkém časovém období.
Homo chippiens , jelikož model byl humorně dabovaný, byla také zkoumána Agenturou pro ochranu životního prostředí USA jako alternativní model pro studium vlivů toxinů v životním prostředí, jako jsou účinky dioxinu a bisfenolu A (BPA) na lidskou játra.
V současné době se téměř všechny nové léky musí podrobit zdlouhavému klinickému testování, stejně jako testovat na člověku nejprve předtím, než narazí na trh. Vývoj miniaturních lidských orgánů může zkrátit vývojový proces tím, že přeskočí část zkušebního protokolu nového léku. Někteří odborníci však varují, že čipy nemohou zachytit úplnou složitost lidského orgánu a že tato technologie má omezení, které je třeba řešit dříve, než se stanou užitečné jako skutečné alternativy ke skutečným orgánům.