Vytvárať nie je tak veľa vynálezov alebo je pravdepodobné, že zlyhajú ako nové lieky.
Odhaduje sa, že vývoj a testovanie nového farmaceutického lieku v priemere trvá v priemere 10 rokov a stojí takmer 1, 4 miliardy dolárov. Približne 85 percent nikdy nezasiahlo do počiatočných klinických skúšok a z tých, ktoré tak urobia, iba polovica z nich FDA skutočne schválila uvedenie na trh. To je jeden z dôvodov, prečo drogy stoja toľko.
Dobrá správa. Vedci, ktorí sa zameriavajú na to, ako zlepšiť šance na úspech a zrýchliť proces pri súčasnom zachovaní bezpečnosti liekov, vyvinuli sľubnú inováciu: „orgány na čipe“. Sú to skoro také, ako znejú - malé, fungujúce verzie ľudských orgánov, ktoré sa pestujú. na zariadení približne veľkosti pamäťovej karty Memory Stick.
Posledný skok vpred pochádza od tímu biomedicínskych inžinierov na univerzite v Toronte. Začiatkom tohto týždňa, v článku v časopise Nature Materials, títo vedci vysvetlili, ako sa im podarilo získať srdcové a pečeňové tkanivá, aby rástli na malom trojrozmernom lešení, voštinové s umelými krvnými cievami riedkymi vlasmi, a potom sledujte fungovanie orgánov tak, ako by fungovali vo vnútri ľudského tela.
Svoje zariadenie nazývajú AngioChip a podľa vedúceho tímu Milica Radisic jeho potenciál presahuje revolúciu v procese testovania liekov. Predstavuje si deň, kedy by mohla byť implantovaná do ľudského tela na opravu chorých alebo poškodených orgánov.
"Je to skutočne multifunkčné a rieši veľa problémov v oblasti tkanivového inžinierstva, " uviedol v tlačovej správe Radisic, profesor univerzitného ústavu biomateriálov a biomedicínskeho inžinierstva. "Je to skutočne budúca generácia."
Budovanie mini-orgánov
Vedci už dokážu pestovať tkanivo orgánov v laboratóriách, ale zvyčajne je to na plochej doske a výsledkom je dvojrozmerný model odlišný od toho, čo sa v skutočnosti deje vo vnútri nás. To obmedzuje, koľko výskumných pracovníkov sa môže dozvedieť o účinnosti a riziku použitia nového lieku na liečbu konkrétneho orgánu.
Ale technológia, ako je AngioChip, poskytuje realistickejšiu, aj keď malú verziu ľudských orgánov a to, ako hovorí Radisic, umožní vedcom včas zistiť, aké lieky, ktoré si zasluhujú prechod na klinické skúšky. Tiež by to mohlo výrazne znížiť potrebu testovania na zvieratách.
Zostavenie zariadenia nebolo malou výzvou. Postgraduálny študent Boyang Zhang musel najprv použiť techniku zvanú 3D razenie, aby vytvoril extrémne tenké vrstvy číreho, flexibilného polyméru. Každá vrstva obsahovala kanáliky nie širšie ako ľudské vlasy. Tieto by slúžili ako krvné cievy orgánu.
Vrstvy potom ručne naskladal a použil UV svetlo na vyvolanie chemickej reakcie, ktorá ich roztavila. To vytvorilo lešenie, okolo ktorého by orgán rástol. Vedci zistili, či by ich vynález skutočne fungoval, implantovali ho potkanom. Boli nadšení, keď videli krv, ktorá prechádza úzkymi kanálmi zariadenia bez zrážania.
Potom kúpali AngioChip v tekutine naplnenej živými ľudskými srdcovými bunkami. Čoskoro začali tieto bunky rásť vo vnútri a zvonka umelých krvných ciev rovnako ako v ľudskom tele. Keď bunky v nasledujúcom mesiaci naďalej rástli, začal flexibilný prístroj fungovať ako skutočný orgán, nakoniec sa sťahoval a rozširoval v rovnomernom rytme, rovnako ako srdcový rytmus.
„Čo robí AngioChip jedinečným je to, že sme v tkanive vybudovali cievny systém, “ vysvetľuje Zhang. „Táto sieť ciev nám v budúcnosti pomôže spojiť niekoľko orgánov, rovnako ako to, ako sú naše orgány spojené v našom krvnom systéme.“
Výmena transplantátov?Inžinieri vytvorili na čipe pečeň rovnakým spôsobom. Časom sa tiež začal správať ako jeho ľudský náprotivok, produkovať močovinu, hlavnú zlúčeninu v moči a tiež metabolizujúce lieky. Vedci budú nakoniec schopní spojiť čipy rôznych orgánov, aby videli nielen to, ako by liek ovplyvnil každý orgán, ale aj jeho vplyv na oba súčasne.
Alebo, ako naznačuje Radisic, nádorové a srdcové bunky by sa mohli spojiť, aby sa zistilo, ktoré lieky by mohli nádor zničiť bez poškodenia srdca.
„Najmenšie cievy v tomto tkanive boli iba také široké ako ľudské vlasy, ale krv nimi stále mohla ľahko prúdiť, “ povedal Radisic. „To znamená, že pomocou tejto platformy budeme môcť stavať ľudské nádory u zvierat pomocou tejto platformy. objaviť nové, účinnejšie protirakovinové lieky. ““
Je zrejmé, že orgány pestované v laboratóriu majú potenciál priniesť omnoho presnejšiu a rýchlejšiu fázu procesu testovania liekov. Ale akonáhle sa AngioChip dá implantovať do ľudí, upozorňuje Radisic, mohlo by to nahradiť potrebu transplantácie orgánov od inej osoby. Namiesto toho by sa mohli pestovať orgány s bunkami odobratými z hostiteľa, čo by mohlo významne znížiť riziko odmietnutia.
Každý deň zomrie v priemere 21 ľudí, pretože na transplantáciu nie sú k dispozícii vhodné orgány.
Ďalším krokom pre tím University of Toronto je spolupráca s výrobcom pri vývoji procesu budovania viacerých AngioChips súčasne. Práve teraz sú vyrobené ručne, jeden po druhom.
