Ni veliko izumov tako dragih za ustvarjanje ali verjetno, da bodo propadli kot nova zdravila.
Ocenjujejo, da razvoj in testiranje novega farmacevtskega zdravila v povprečju traja 10 let in stane skoraj 1, 4 milijarde dolarjev. Približno 85 odstotkov jih nikoli ne opravi zgodnjih kliničnih preskušanj, od tistih, ki to počnejo, pa jih je le polovica dejansko odobrila FDA, da gredo na trg. To je eden od razlogov, da zdravila stanejo toliko.
Zdaj pa dobra novica. Znanstveniki, ki se osredotočajo na to, kako izboljšati verjetnost za uspeh in pospešiti postopek, hkrati pa ohranjati varno drogo, so razvili obetavno inovacijo: "organi na čipu". V bistvu so slišati - drobne, delujoče različice človeških organov, ki jih gojijo na napravi približno velikosti računalniške pomnilniške kartice.
Zadnji korak naprej je skupina biomedicinskih inženirjev z univerze v Torontu. V začetku tega tedna so ti znanstveniki v članku v reviji Nature Materials razložili, kako jim je uspelo, da so se tkiva srca in jeter razraščala na majhnem tridimenzionalnem odru, ki je bil poraščen z umetnimi krvnimi žilami, ki so tanke za lase, in nato opazujte, kako organi delujejo v človeškem telesu.
Svojo napravo imenujejo AngioChip, po besedah vodje ekipe Milice Radišić pa njen potencial presega revolucijo v procesu testiranja drog. Predvideva dan, ko bi ga lahko vsadili v človeško telo, da bi popravili obolele ali poškodovane organe.
"Res je večnamenski in rešuje številne težave v prostoru tkivnega inženiringa, " je v sporočilu za javnost dejal Radišić, profesor na univerzitetnem Inštitutu za biomateriale in biomedicinsko inženirstvo. "Resnično je naslednja generacija."
Gradnja mini organov
Raziskovalci že lahko gojijo tkivo organov v laboratorijih, vendar je na splošno na ravni plošči in ima za posledico dvodimenzionalen model, drugačen od tistega, kar se dejansko dogaja v nas. To omejuje, koliko raziskovalcev lahko izve o učinkovitosti in tveganju uporabe novega zdravila za zdravljenje določenega organa.
Toda tehnologija, kot je AngioChip, ponuja bolj realistično, če je drobna različica človeških organov in bo, pravi Radišić, raziskovalcem omogočila, da zgodaj prepoznajo tista zdravila, ki bi si zaslužila prehod na klinična preskušanja. Prav tako bi lahko močno zmanjšala potrebo po testiranju na živalih.
Gradnja naprave ni bil majhen izziv. Študent Boyang Zhang je moral najprej uporabiti tehniko, imenovano 3D žigosanje, da je ustvaril izjemno tanke plasti prozornega, prožnega polimera. Vsaka plast je vsebovala vzorec kanalov, ki niso širši od človeških dlak. Te bi služile kot krvne žile organa.
Nato je ročno zložil plasti in uporabil UV svetlobo, da je povzročil kemično reakcijo, ki jih je zlila. To je ustvarilo oder, okoli katerega bi rastejo orgle. Da bi videli, ali bi njihov izum dejansko deloval, so ga raziskovalci vsadili v podgana. Navdušeni so bili, ko so videli, da kri teče skozi ozke kanale naprave brez strjevanja.
Nato so AngioChip kopali v tekočini, napolnjeni z živimi celicami človeškega srca. Kmalu so te celice začele rasti znotraj umetnih krvnih žil in zunaj njih tako kot v človeškem telesu. Ker so celice v naslednjem mesecu še naprej rasle, je prožna naprava začela delovati kot dejanski organ, sčasoma se je skrčila in širila v enakomernem ritmu, tako kot srčni utrip.
"Kar AngioChip naredi edinstveno je, da smo v tkivo zgradili vaskularni sistem, " pojasnjuje Zhang. "Ta mreža plovil nam bo v prihodnosti pomagala, da povežemo več organov skupaj, tako kot so naši organi povezani v našem krvnem sistemu."
Zamenjava presaditev?Inženirji so na čip ustvarili jetra na enak način. Sčasoma se je tudi on začel obnašati kot človeški kolega, pri čemer je proizvajal sečnino, glavno spojino v urinu in tudi presnavljajoča zdravila. Sčasoma bodo znanstveniki lahko povezali čipe različnih organov in videli ne le, kako bi zdravilo vplivalo na vsak organ, temveč tudi njegov vpliv na oba hkrati.
Ali, kot je Radisic predlagal, bi lahko tumor in srčne celice povezali skupaj, da bi videli, katera zdravila lahko uničijo tumor, ne da bi škodovala srcu.
"Najmanjše žile v tem tkivu so bile široke le kot človeška dlaka, vendar je kri skozi njih še vedno lahko tekla, " je dejal Radišić. "To pomeni, da bomo s pomočjo te platforme lahko na človeku zgradili človeške tumorje pri živalih. odkrijte nova, učinkovitejša zdravila proti raku. "
Jasno je, da lahko organi, ki jih gojijo laboratoriji, prinesejo veliko več natančnosti in hitrosti v postopek testiranja na droge. Ko pa lahko AngioChip vsadimo v človeka, ugotavlja Radisic, bi to lahko nadomestilo potrebo po presaditvi organov od druge osebe. Namesto tega bi lahko gojili organe s celicami, odvzetih gostitelju, kar bi lahko znatno zmanjšalo tveganje zavrnitve.
V povprečju vsak dan umre 21 ljudi, ker ustreznih organov ni na voljo za presaditve.
Naslednji korak za ekipo Univerze v Torontu je sodelovanje s proizvajalcem, da bi razvili postopek za izgradnjo več AngioChip hkrati. Trenutno so ročno izdelane, eno po eno.
