Uobičajeno je da modeli životinja za testiranje lekova i drugih medicinskih tretmana imaju nekoliko ozbiljnih mana. U nekim slučajevima, ove metode su neetične i okrutne. Štaviše, ove studije nisu uvek u stanju precizno predvideti ljudsku fiziologiju. Mnoge od ovih studija dolaze sa ekstenzivnim troškovima, što znači da neki lekovi nikada ne bi mogli da dođu do faze testiranja.
Istraživači širom svijeta rade na razvijanju minijaturnih ljudskih organa koji bi potencijalno mogli zamijeniti testiranje na životinjama i ubrzati suđenja lekovima. Njihovi eksperimenti pokazuju da ova nova tehnologija može često predvideti odgovor tela na lekove i bolesti bez upotrebe životnih subjekata. Farmaceutska industrija izražava interesovanje za ovu promociju zdravstvene tehnologije, koja pomaže u povećanju njegove inovacije.
Organ-na-A-čip za testiranje droga
Organ na čipu je uređaj napravljen metodom proizvodnje mikročipa. Sadrži neprekidno perfuzione komore obložene živim ljudskim ćelijama. Veličina malih kompjuterskih memorijskih štapova, ovaj uređaj imitira biologiju i funkcije stvarnih organa i predstavlja nadogradnju na postojeće sisteme koji se koriste danas (kao što su žive ćelije koje raste u petriji).
Naučnici su već razvili različite organe na čipovima: pluća, srce, crevo i jetru.
Na primer, pluća na čipu sadrži i plućne i kapilarne ćelije sa jedne strane izložene krvastom medijumu, a druga za vazduh. Ovo omogućava naučnicima uvid u deo pluća gde se događa razmjena plina. Ovo je područje u kojem se javljaju plućni problemi kao što su infekcije i kancer.
Pluć na čipu je fleksibilan, tako da se prostire i sklapa mnogo poput ljudskog pluća - repliciranje funkcije živog organa.
Organs-on-chips tehnologija potiče iz laboratorija Wyss Instituta za biološki inspirisano inženjerstvo na Univerzitetu Harvard. Neke komercijalne kompanije sada proizvode čipove koji ponavljaju i bolesni organ. Drugi se fokusiraju na to kako se lekovi - i već odobreni i novo razvijeni - ponašaju u ovim uređajima u poređenju sa ljudskim tijelom. Kako se farmaceutske kompanije slažu da je ulaganje u čip tehnologiju dostojna potrazivanja, dalje investiranje i naknadna poboljšanja će učiniti organima na čipu još korisnije u budućnosti.
Prošle godine Emulate, Inc. najavio je istraživačku saradnju sa Johnson & Johnson i Wyss Institutom kako bi procijenili svoju platformu za trombozu na čipu koja bi se potencijalno mogla koristiti za testiranje lijekova za koje se zna da izazivaju krvne ugode. Čip modelira različite faktore koji mogu doprineti razvoju krvnog ugruška. Ako je uspješno, ova tehnologija bi se mogla koristiti u kliničkim ispitivanjima lijekova kako bi se smanjio rizik koji su uzrokovali neki lekovi - kao što su imuno terapije i onkološki lijekovi - poznati po mogućim neželjenim efektima povezanim sa strjevanjem krvi.
Nedavni napredak u rastućim osnovnim organima iz matičnih ćelija takođe može podržati tehnologiju na čipu. Eksperimenti pokazuju da se ljudske matične ćelije mogu programirati da proizvode različite vrste tkiva. Iako će biti potrebno neko vreme pre nego što se ova tehnika može koristiti za rast prilagođenih organa za transplantaciju pacijenata, već se može primijeniti kako bi se razvilo ljudsko tkivo za modele na čipu na čipu.
Hoće li uskoro biti čovek na čipu?
Naučnici Instituta Wyss sada rade na ambicioznom projektu: oni razmatraju povezivanje različitih organa na čipovima kako bi stvorili repliku čitavog ljudskog tela.
To bi moglo pomoći na suđenjima sa lekovima na neuporediv način. Višestruki in vitro "subjekti" mogu se testirati i analizirati za njihov odgovor na određeni lek u kratkom vremenskom periodu.
Homo chippiens , kako je humoristički nazvan model, takođe je istraživala Agencija za zaštitu životne sredine SAD kao alternativni model za proučavanje efekata toksina životne sredine, kao što su efekti dioksina i bisfenola A (BPA) na čovečiju jetru.
U ovom trenutku, skoro svaki novi lek mora i dalje da prolazi kroz dugotrajno kliničko ispitivanje, kao i da se testira na ljudima pre nego što udari na tržište. Razvoj minijaturnih ljudskih organa može dovesti do kraćeg razvoja procesa preskočenjem dela novog probnog protokola leka. Međutim, neki stručnjaci upozoravaju da čipovi ne mogu da uhvate potpunu složenost ljudskog organa i da ova tehnologija ima ograničenja koja će se trebati rešiti pre nego što postanu korisne kao istinske alternative stvarnim organima.