Všeobecne sa uznáva, že zvieracie modely na testovanie liekov a iných liečebných postupov majú niekoľko závažných nedostatkov. V niektorých prípadoch sú tieto metódy neetické a kruté. Okrem toho tieto štúdie nie sú vždy schopné presne predpovedať fyziológiu človeka. Mnohé z týchto štúdií prichádzajú s rozsiahlymi nákladmi, čo znamená, že niektoré lieky sa nikdy nedostanú do fázy testovania.
Výskumníci na celom svete pracujú na vývoji miniatúrnych ľudských orgánov, ktoré by mohli nahradiť testy na zvieratách a urýchliť štúdie s drogami. Ich experimenty ukazujú, že táto vznikajúca vznikajúca technológia môže často predpovedať reakciu organizmu na lieky a ochorenia bez použitia živých subjektov. Farmaceutický priemysel prejavuje záujem o túto začínajúcu zdravotnú technológiu, ktorá prispieva k podpore jej inovácie.
Organ-On-A-čip pre testovanie liekov
Organ na čip je zariadenie vytvorené pomocou metód výroby mikročipov. Obsahuje nepretržite perfuzované komory vyložené živými ľudskými bunkami. Veľkosť malého počítačového pamäťového modulu, tento prístroj napodobňuje biológiu a funkcie skutočných orgánov a je modernizáciou existujúcich systémov, ktoré sa dnes používajú (napríklad živé bunky pestované v Petriho miske).
Vedci už vyvinuli rôzne orgány na čipoch: pľúca, srdce, črevo a pečeň.
Lung-on-a-chip napríklad obsahuje pľúcne aj kapilárne bunky, pričom jedna strana je vystavená krvnému médiu a druhá je na vzduchu. To poskytuje vedcom vhľad do časti pľúc, kde dochádza k výmene plynu. Toto je oblasť, kde sa často vyskytujú pľúcne problémy, ako sú infekcie a rakovina.
Lung-on-a-chip je pružný, takže sa tiahne a zmršťuje sa podobne ako ľudská pľúca - replikuje funkciu živého orgánu.
Technológia organs on chips pochádza z laboratórií Wyssovho inštitútu pre biologicky inšpirované inžinierstvo na Harvardskej univerzite. Niektoré komerčné spoločnosti teraz vyrábajú čipy, ktoré replikujú chorý orgán. Iní sa zameriavajú na to, ako sa drogy - už schválené aj novo vyvinuté - správajú v týchto zariadeniach v porovnaní s ľudským telom. Keďže farmaceutické spoločnosti súhlasia s tým, že investovanie do technológie čipov je dôstojným prenasledovaním, ďalšie investície a následné zdokonalenia spôsobia, že orgány v čipoch budú v budúcnosti ešte užitočnejšie.
Minulý rok spoločnosť Emulate oznámila spoluprácu s Johnsonom a Johnsonom a Wyssovým inštitútom s cieľom zhodnotiť ich platformu trombózy na čipi, ktorá by mohla byť potenciálne použitá na testovanie liekov, o ktorých je známe, že spôsobujú krvné zrazeniny. Čip modeluje rôzne faktory, ktoré by mohli prispieť k rozvoju krvnej zrazeniny. Ak bude táto technológia úspešná, mohla by byť použitá v klinických štúdiách liekov, aby sa minimalizovalo riziko spôsobené niektorými liekmi - ako sú imuno-terapeutiká a onkologické lieky - známe pre možné vedľajšie účinky spojené s zrážaním krvi.
Nedávny pokrok v rastúcich rudimentárnych orgánoch z kmeňových buniek by mohol tiež podporiť technológiu organ-on-a-chip. Pokusy ukazujú, že ľudské kmeňové bunky môžu byť naprogramované na produkciu rôznych typov tkaniva. Zatiaľ čo táto technika môže trvať určitý čas, kým sa táto technológia môže použiť na rast personalizovaných orgánov pre pacientov s transplantáciou, môže sa už použiť na rast ľudských tkanív pre modely s orgánom na čipe.
Bude tam čoskoro človek-na-čip?
Vedci na Wysskom inštitúte teraz pracujú na ambicióznom projekte: Hľadajú spojenie rôznych orgánov na čipoch, aby vytvorili repliku celého ľudského tela.
To by mohlo pomôcť pri skúškach s drogami jedinečným spôsobom. Viaceré "subjekty" in vitro by mohli byť testované a analyzované na základe odpovede na určitú drogu v krátkom časovom období.
Homo chippiens , ako model bol daboval humorne, bola preskúmaná aj Agentúrou na ochranu životného prostredia USA ako alternatívny model pre štúdium účinkov environmentálnych toxínov, ako sú účinky dioxínu a bisfenolu A (BPA) na ľudskú pečeň.
V súčasnej dobe takmer každý nový liek ešte potrebuje podstúpiť dlhú klinickú skúšku, rovnako ako skúšať na ľuďoch ako prvý predtým, než narazí na trh. Vývoj miniatúrnych ľudských orgánov môže skrátiť proces vývoja tým, že preskočí časť skúšobného protokolu nového lieku. Niektorí odborníci však varujú, že čipy nedokážu zachytiť úplnú zložitosť ľudského orgánu a že táto technológia má obmedzenia, ktoré je potrebné riešiť skôr, ako sa stanú užitočnými ako skutočné alternatívy k skutočným orgánom.