Vytváření málo vynálezů je stejně nákladné jako u nových léků.
Odhaduje se, že vývoj a testování nového farmaceutického léčiva v průměru trvá 10 let a stojí téměř 1, 4 miliardy dolarů. Přibližně 85 procent nikdy neproniklo dřívější klinická hodnocení a z těch, které tak dělají, pouze polovina je ve skutečnosti schválena FDA pro uvedení na trh. To je jeden z důvodů, proč léky tolik stojí.
Dobrá zpráva. Vědci se zaměřením na to, jak zlepšit šance na úspěch a urychlit proces při současném udržení bezpečnosti léků, vyvinuli slibnou inovaci: „orgány na čipu.“ Jsou to skoro to, co znějí - malé, fungující verze lidských orgánů rostou na zařízení zhruba velikosti paměti počítače.
Poslední skok vpřed pochází z týmu biomedicínských inženýrů na University of Toronto. Začátkem tohoto týdne, v článku v časopise Nature Materials, tito vědci vysvětlili, jak byli schopni dostat srdce i jaterní tkáně k růstu na malém, trojrozměrném lešení, včelí plástve s umělým krevním cévem tenkých vlasů, a pak sledujte, jak fungují orgány jako v lidském těle.
Svému zařízení říkají AngioChip a podle vedoucího týmu Milica Radisic jeho potenciál přesahuje revoluci v procesu testování drog. Představuje si den, kdy by mohla být implantována do lidského těla k opravě nemocných nebo poškozených orgánů.
"Je to opravdu multifunkční a řeší mnoho problémů v oblasti tkáňového inženýrství, " uvedl Radisic, profesor univerzitního ústavu biomateriálů a biomedicínského inženýrství, v tiskové zprávě. "Je to opravdu příští generace."
Budování mini-orgánů
Vědci jsou již schopni pěstovat tkáň orgánů v laboratořích, ale obvykle je to na ploché desce a výsledkem je dvourozměrný model odlišný od toho, co se skutečně děje uvnitř nás. To omezuje, kolik výzkumných pracovníků se může dozvědět o účinnosti a riziku používání nového léku k léčbě konkrétního orgánu.
Technologie jako AngioChip však poskytuje realističtější, pokud nejmenší verzi lidských orgánů a to, jak říká Radisic, umožní vědcům včas identifikovat ty léky, které si zaslouží přechod na klinická hodnocení. Také by to mohlo výrazně snížit potřebu testování na zvířatech.
Stavba zařízení nebyla žádná malá výzva. Postgraduální student Boyang Zhang musel nejprve použít techniku zvanou 3D ražení, aby vytvořil extrémně tenké vrstvy čirého, flexibilního polymeru. Každá vrstva obsahovala vzor kanálů ne širších než lidské vlasy. Ty by sloužily jako krevní cévy orgánu.
Poté vrstvy ručně naskládal a pomocí UV světla způsobil chemickou reakci, která je roztavila dohromady. To vytvořilo lešení, kolem kterých by orgán rostl. Aby vědci zjistili, zda by jejich vynález skutečně fungoval, implantovali ho do krysy. Byli nadšeni, když viděli krev, která prochází úzkými kanály zařízení bez srážení.
Poté koupali AngioChip v tekutině plné živých lidských srdečních buněk. Brzy tyto buňky začaly růst uvnitř i vně umělých krevních cév stejně jako v lidském těle. Když buňky v příštím měsíci pokračovaly v růstu, flexibilní zařízení začalo fungovat jako skutečný orgán, nakonec se stahovalo a rozšiřovalo se v pravidelném rytmu, stejně jako tep srdce.
„Co dělá AngioChip jedinečným je to, že jsme v tkáni vybudovali cévní systém, “ vysvětluje Zhang. "Tato síť plavidel nám v budoucnu pomůže spojit více orgánů, stejně jako to, jak jsou naše orgány spojeny v našem krevním systému."
Výměna transplantací?Inženýři vytvořili játra na čipu stejným způsobem. Časem se také začalo chovat jako jeho lidský protějšek, produkovat močovinu, hlavní sloučeninu v moči a také metabolizovat drogy. Vědci nakonec budou schopni spojit čipy různých orgánů, aby viděli nejen, jak droga ovlivní každý orgán, ale také jeho dopad na oba současně.
Nebo, jak Radisic navrhl, nádorové a srdeční buňky by mohly být spojeny dohromady, aby se zjistilo, která léky by mohly zničit nádor bez poškození srdce.
„Nejmenší cévy v této tkáni byly pouze tak široké jako lidské vlasy, ale krev jim stále mohla snadno protékat, “ řekl Radisic. „To znamená, že budeme schopni pomocí lidských zdrojů vytvářet zvířata na zvířatech pomocí této platformy. objevte nová, účinnější protirakovinná léčiva. “
Je zřejmé, že laboratoře pěstované orgány mají potenciál pro větší přesnost a rychlost procesu testování léků. Jakmile se však AngioChip dá implantovat do lidí, poznamenává Radisic, mohlo by to nahradit potřebu transplantace orgánů od jiné osoby. Místo toho by mohly být pěstovány orgány s buňkami odebranými z hostitele, což by mohlo výrazně snížit riziko odmítnutí.
Průměrně každý den umírá 21 lidí, protože pro transplantaci nejsou k dispozici vhodné orgány.
Dalším krokem pro tým University of Toronto je spolupráce s výrobcem na vývoji procesu budování více AngioChips současně. Právě teď jsou postaveny ručně, jeden po druhém.
