Det er blitt anerkjent at dyremodeller for testing av narkotika og andre medisinske behandlinger har flere alvorlige feil. I noen tilfeller er disse metodene uetiske og grusomme. Videre er disse studiene ikke alltid i stand til å nøyaktig forutsi menneskelig fysiologi. Mange av disse studiene kommer med store kostnader, noe som betyr at noen legemidler aldri kan gjøre det til testfasen.
Forskere over hele verden har jobbet med å utvikle miniatyrorganer som kan erstatte dyreforsøk og fremskynde legemiddelforsøk. Deres eksperimenter viser at denne framvoksende teknologien ofte kan forutsi kroppens respons på rusmidler og sykdommer uten å bruke levende fag. Den farmasøytiske industrien uttrykker interesse for denne spirende helseteknologien, som bidrar til å forsterke sin innovasjon.
Organ-On-A-Chip for Drug Testing
En organ-on-a-chip er en enhet opprettet ved hjelp av mikrochip-produksjonsmetoder. Den inneholder kontinuerlig perfuserte kamre foret med levende menneskelige celler. Størrelsen på en liten datamaskin minnepinne, denne enheten etterligner biologien og funksjonene til ekte organer og er en oppgradering på eksisterende systemer som brukes i dag (som levende celler dyrket i en petriskål).
Forskere har allerede utviklet forskjellige organer-på-sjetonger: lungen, hjertet, tarmen og leveren.
Lung-on-a-chip inneholder for eksempel både lunge- og kapillærceller med en side utsatt for et blodlignende medium og det andre til luft. Dette gir forskere innblikk i den delen av lungen der gassutveksling skjer. Dette er området der lungeproblemer som infeksjoner og kreft ofte oppstår.
Lung-on-a-chip er fleksibel, slik at den strekker seg og kontrakterer som en menneskelig lunge - som replikerer levende organets funksjon.
Organ-on-chip-teknologien stammer fra laboratoriene i Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering ved Harvard University. Noen kommersielle selskaper produserer nå brikker som replikerer et sykt organ også. Andre fokuserer på hvordan narkotika - både allerede godkjent og nyutviklet - oppfører seg i disse enhetene i forhold til menneskekroppen. Som farmasøytiske selskaper er enige om at det å investere i chip teknologi er en verdig forfølgelse, vil ytterligere investeringer og etterfølgende forbedringer gjøre organer på sjetonger enda mer nyttige i fremtiden.
I fjor annonserte Emulate, Inc. et forskningssamarbeid med Johnson & Johnson og Wyss Institute for å evaluere sin trombose-on-a-chip-plattform som potensielt kunne brukes til å teste medisiner som er kjent for å forårsake blodpropper. Chippen modellerer ulike faktorer som kan bidra til utvikling av blodpropp. Hvis dette er vellykket, kan denne teknologien brukes i kliniske legemiddelforsøk for å minimere risikoen forårsaket av enkelte stoffer - som immunterapeutiske og onkologiske legemidler - kjent for mulige bivirkninger forbundet med blodpropp.
Nylige fremskritt i voksende rudimentære organer fra stamceller kan også støtte organ-on-a-chip-teknologi. Eksperimenter viser at menneskelige stamceller kan programmeres til å produsere forskjellige typer vev. Mens det vil ta litt tid før denne teknikken kan brukes til å vokse personlige organer for transplanterte pasienter, kan den allerede brukes til å vokse menneskelig vev for organ-on-a-chip-modeller.
Vil det snart være menneske-på-en-chip?
Forskere ved Wyss Institute jobber nå med et ambisiøst prosjekt: De ser på å knytte forskjellige organer på sjetonger for å lage en kopi av hele menneskekroppen.
Dette kan hjelpe medikamentforsøk på en enestående måte. Flere in vitro-emner kan testes og analyseres for deres respons på et bestemt legemiddel på kort tid.
Homo Chippiens , som modellen har blitt kalt humoristisk, har også blitt utforsket av US Environmental Protection Agency som en alternativ modell for å studere effekten av miljøgifter, for eksempel virkningen av at dioksin og bisfenol A (BPA) har på leveren.
For øyeblikket trenger nesten alle nye stoffer fortsatt å gjennomgå en langvarig klinisk prøve, så vel som testet på mennesker først før den treffer markedet. Utviklingen av miniatyrorganer kan gjøre utviklingsprosessen kortere ved å hoppe over en del av et nytt legemiddelprøveprotokoll. Noen eksperter advarer imidlertid om at sjetonger ikke kan fange hele menneskets organiske kompleksitet, og at denne teknologien har begrensninger som må løses før de blir nyttige som sanne alternativer til virkelige organer.