Не много изобретения са толкова скъпи за създаване или толкова вероятно да се провалят като новите лекарства.
Смята се, че средно разработването и тестването на ново фармацевтично лекарство отнема 10 години и струва почти 1, 4 милиарда долара. Около 85 процента никога не го правят минали ранни клинични изпитвания, а от тези, които го правят, само половината са действително одобрени от FDA, за да излязат на пазара. Това е една от причините лекарствата да струват толкова много.
Сега, добрата новина. Учените, съсредоточени върху това как да подобрят шансовете за успех и да ускорят процеса, като същевременно запазват наркотиците, са разработили обещаваща иновация: „органи на чип“. на устройство приблизително с размера на флашка за компютърна памет.
Последният скок напред идва от екип от биомедицински инженери от Университета в Торонто. По-рано тази седмица, в статия в списанието Nature Materials, тези учени обясниха как са успели да накарат сърцата и черния дроб да растат на малък, триизмерен скеле, пчелен с тънки изкуствени кръвоносни съдове и след това гледайте органите да функционират така, както биха влезли в човешкото тяло.
Те наричат устройството си AngioChip и според ръководителя на екипа Милица Радишич потенциалът му надхвърля революцията в процеса на тестване на наркотици. Тя предвижда ден, когато може да се имплантира в човешко тяло, за да се поправят болни или повредени органи.
„Наистина е многофункционален и решава много проблеми в тъканното инженерно пространство“, казва Радисич, професор в Института по биоматериали и биомедицинско инженерство на университета, в съобщение до пресата. „Това е наистина следващото поколение.“
Изграждане на мини-органи
Изследователите вече са в състояние да отглеждат тъкани на органи в лаборатории, но обикновено това е на плоска плоча и води до двуизмерен модел, различен от това, което всъщност се случва вътре в нас. Това ограничава колко изследователи могат да научат за ефективността и риска от използването на ново лекарство за лечение на определен орган.
Но технология като AngioChip предоставя по-реалистична, макар и мъничка, версия на човешките органи и това, казва Радишич, ще позволи на изследователите да идентифицират рано тези лекарства, които заслужават преминаването към клинични изпитвания. Това също може значително да намали нуждата от тестване върху животни.
Изграждането на устройството не беше малко предизвикателство. Абитуриентът Боян Джанг първо трябваше да използва техника, наречена 3D щамповане, за да създаде изключително тънки слоеве от прозрачен, гъвкав полимер. Всеки слой съдържаше модел от канали, не по-широк от човешки косъм. Те биха служили като кръвоносни съдове на органа.
След това ръчно подрежда слоевете и използва UV светлина, за да предизвика химическа реакция, която ги слепи заедно. Това създаде скелето, около което органът ще расте. За да видят дали изобретяването им всъщност ще работи, изследователите го имплантират в плъх. Те бяха развълнувани, когато виждаха кръв да преминава през тесните канали на устройството, без да се съсирва.
След това изкъпаха AngioChip в течност, пълна с живи човешки сърдечни клетки. Скоро тези клетки започнаха да растат вътре и извън изкуствените кръвоносни съдове, точно както биха направили в човешкото тяло. Докато клетките продължиха да нарастват през следващия месец, гъвкавото устройство започна да действа като действителен орган, в крайна сметка свиване и разширяване в постоянен ритъм, точно като сърдечен пулс.
"Това, което прави AngioChip уникален е, че ние изградихме съдова система в тъканта", обяснява Джан. "Тази мрежа от съдове в бъдеще ще ни помогне да свържем множество органи заедно, точно както нашите органи са свързани заедно в нашата кръвна система."
Подмяна на трансплантации?По същия начин инженерите създадоха черен дроб на чип. След време той също започна да се държи като своя човешки колега, произвеждайки урея, основното съединение в урината, а също така и метаболизиращи лекарства. В крайна сметка учените ще могат да свържат чипове от различни органи, за да видят не само как едно лекарство би повлияло на всеки орган, но и неговото въздействие върху двата органа едновременно.
Или, както предложи Радишич, туморни и сърдечни клетки могат да бъдат свързани заедно, за да видят кои лекарства могат да унищожат тумора, без да навредят на сърцето.
"Най-малките съдове в тази тъкан бяха само толкова широки като човешка коса, но кръвта все още беше в състояние да тече лесно през тях, " каза Радишич. "Това означава, че ще можем да изградим човешки тумори при животни, използвайки тази платформа, за да помогнем открийте нови, по-ефективни лекарства против рак. "
Ясно е, че отглежданите в лаборатория органи имат потенциала да внесат много повече точност и бързина в процеса на тестване на наркотици. Но след като AngioChip може да бъде имплантиран в хора, отбелязва Радисик, това може да замени необходимостта от трансплантация на органи от друг човек. Вместо това може да се отглеждат органи с клетки, взети от гостоприемника, което може значително да намали риска от отхвърляне.
Средно 21 души умират всеки ден, защото няма подходящи органи за трансплантация.
Следващата стъпка за екипа на университета в Торонто е да работи с производител за разработване на процес за изграждане на множество AngioChips едновременно. В момента те са изградени ръчно, една по една.
