זה כבר מוכר נרחב כי מודלים בבעלי חיים לבדיקת תרופות טיפולים רפואיים אחרים יש כמה פגמים חמורים. במקרים מסוימים, שיטות אלה הן לא מוסריות ואכזריות. יתר על כן, מחקרים אלה לא תמיד מסוגלים לחזות במדויק את הפיזיולוגיה האנושית. רבים ממחקרים אלה מגיעים עם עלויות נרחבות, כלומר, תרופות מסוימות לעולם לא יגיעו לשלב הבדיקה.
חוקרים ברחבי העולם עובדים על פיתוח איברים אנושיים מיניאטוריים שעשויים להחליף ניסויים בבעלי חיים ולהאיץ את הניסויים בסמים. הניסויים שלהם מראים כי הטכנולוגיה המתהווה המתעוררת הזו יכולה לעיתים לנבא את תגובת הגוף לסמים ולמחלות מבלי להשתמש בנבדקים חיים. תעשיית התרופות מביעה עניין זה טכנולוגיה בריאות ניצני, אשר מסייע דלק החדשנות שלה.
Organ-on-A-Chip לבדיקת סמים
A-on-a-chip הוא מכשיר שנוצר באמצעות שיטות ייצור שבבים. הוא מכיל תאים perfused ברציפות בשורה של תאים אנושיים חיים. הגודל של מקל זיכרון קטן במחשב, מכשיר זה מחקה את הביולוגיה ואת הפונקציות של איברים אמיתיים הוא שדרוג על הקיים מערכות בשימוש כיום (כגון תאים חיים הגדלים בצלחת פטרי).
מדענים כבר פיתחו איברים שונים על גבי שבבים: הריאה, הלב, המעי והכבד.
ריאה על שבב, למשל, מכיל שני תאים ריאתיים נימי עם צד אחד חשוף בינוני דמוי דם והשני לאוויר. זה מספק למדענים תובנה לחלק של הריאה שבה מתרחשת החלפת הגז. זהו אזור שבו בעיות ריאות כגון זיהומים וסרטן לעיתים קרובות להתרחש.
ריאות על שבב הוא גמיש, כך הוא מתמתח חוזים כמו ריאה אנושית - לשכפל את הפונקציה של האיבר החי.
אורגנים- on-chips הטכנולוגיה שמקורם במעבדות של מכון Wyss להנדסת השראה ביולוגית באוניברסיטת הרווארד. כמה חברות מסחריות מייצרות כעת שבבים המשכפלים איבר חולה גם כן. אחרים מתמקדים בדרך שבה סמים - שכבר אושרו ופותחו לאחרונה - מתנהגים במכשירים אלה בהשוואה לגוף האנושי. כמו חברות התרופות מסכימים כי השקעה בטכנולוגיה שבב הוא רדיפה ראויה, השקעה נוספת חידודים הבאים יהפכו איברים על שבבים אפילו יותר שימושי בעתיד.
בשנה שעברה, הודיעה אמולטי, Inc בשיתוף פעולה עם ג 'ונסון & ג' ונסון מכון וייס כדי להעריך את הפטמה שלהם על שבב פלטפורמה שיכולה לשמש כדי לבדוק תרופות ידועים לגרום לקרישי דם. מודלים שבב גורמים שונים שיכולים לתרום להתפתחות קריש דם. אם תצליח, ניתן יהיה להשתמש בטכנולוגיה זו בניסויי תרופה קליניים כדי למזער את הסיכון שנגרם על ידי תרופות מסוימות - כגון תרופות אימונו-תרפויטיות ותרופות אונקולוגיות - הידועות בשל תופעות לוואי אפשריות הקשורות לקרישת דם.
ההתקדמות האחרונה באיברים ראשוניים ההולכים וגדלים מתאי גזע יכולה גם לתמוך בטכנולוגיית איברים על שבב. ניסויים מראים שניתן לתכנת תאי גזע אנושיים כדי לייצר סוגים שונים של רקמות. אמנם זה ייקח קצת זמן עד טכניקה זו יכולה לשמש לגידול איברים מותאמים אישית עבור חולים להשתלות, זה יכול להיות מיושם כבר לגדול רקמות האדם עבור מודלים על שבב על איבר.
האם בקרוב יהיה אדם ב- A-Chip?
מדענים במכון Wyss עובדים כעת על פרויקט שאפתני: הם מחפשים לקשר בין איברים שונים על גבי שבבים כדי ליצור העתק של כל גוף האדם.
זה יכול לעזור ניסויים סמים באופן שאין שני לו. ניתן לבחון ולבדח מספר רב של ניסויים במבחנה עבור תגובתם לתרופה מסוימת בפרק זמן קצר.
Homo chippiens , כפי שהמודל נקרא בצורה הומוריסטית, נבדקה גם על ידי הסוכנות להגנת הסביבה בארה"ב כמודל חלופי לחקר ההשפעות של רעלנים סביבתיים, כגון ההשפעות של דיאוקסין ו- Bisphenol A (BPA) על הכבד האנושי.
כרגע, כמעט כל תרופה חדשה עדיין צריכה לעבור ניסוי קליני ארוך, כמו גם להיבדק על בני האדם הראשון לפני שהוא פוגע בשוק. התפתחותם של איברים אנושיים מיניאטוריים עלולה להפוך את תהליך הפיתוח לקצר יותר על ידי דילוג על חלק מפרוטוקול הניסוי של תרופה חדשה. כמה מומחים, לעומת זאת, מזהירים כי שבבים לא יכולים ללכוד את המורכבות המלאה של איבר אנושי וכי טכנולוגיה זו יש מגבלות כי יהיה צורך לטפל לפני שהם הופכים שימושי כמו חלופות אמיתיות לאיברים אמיתיים.