VIDEO: Ljudski organi na čipu
- Objavljeno u Znanost
Novi lijekovi se obično prije kliničkih ispitivanja na ljudima prvo testiraju na životinjama. No kod najnovijih lijekova je sve češća pojava da testovi na životinjama ne mogu garantirati da će jednako funkcionirati na ljudima.
Pored toga javnost ima negativni stav prema tim testovima, posebice ako se odvijaju nad "naprednijim" životinjama, psima, mačkama i primatima, pa su u nekim zemljama gotovo u potpunosti zabranjeni.
Donald Ingber, znanstvenik Wyss instituta na Sveučilištu Harvard i njegov tim, smatraju kako tu uvelike mogu uskočiti njihovi novi mikrouređaji koji repliciraju strukture i sučelja stvarnih ljudskih organa, a djeluju u kombinaciji sa stanicama uzgojenim u ljudskom tijelu.
"Naše rješenje su studije koje će biti rađene na ljudskim stanicama, ali ne samo na stanicama u retorti, već onima koje posjeduju strukture i funkcije pravih organa", kaže Ingber.
Prvi organ koji su izradili su pluća sa sposobnošću disanja na mikročipu. Uređaj je proziran, veličine samo nekoliko centimetara, a proizveden je od materijala koje ljudske stanice prihvaćaju, te služi kao platforma za uzgoj ljudskih stanica pluća.
U njemu su urezani tanki kanali, pa tako zrak i tekućine kolaju kroz centralne kanale u kojima rastu stanice pluća, a zbog fleksibilnosti uređaja, znanstvenici mu mogu dodati vakuumski pritisak na bočne kanale kako bi centralni kanali mogli vršiti kontrakcije slično kao prava ljudska pluća.
Znanstvenici su demonstrirali način na koji mehaničke sile utječu na ponašanje stanica, a u ovom slučaju mehaničko disanje pomaže u apsorbiranju čestica koje protječu kroz zračnu komoru.
Institut je također razvio i ljudsko crijevo na čipu, na kojem središnji kanal može biti podvrgnut valovitim pokretima, koji oponašaju pokrete crijeva tijekom probave.
U čipu stanice tvore prstenaste strukture poznate kao resice, koje su važne za apsorpciju hranjivih tvari i drugih spojeva. Obzirom da se te strukture ne stvaraju kada se stanice uzgajaju u retorti, to sugerira da se daleko više osjećaju prirodno udomaćene u uređaju. Znanstvenici kažu kako tu mogu također biti uzgajane i uobičajene crijevne bakterije.
Svaki pojedinačni čip koji imitira ljudski organ znanstvenicima omogućuje proučavanje ljudskih stanica u više prirodnih okoliša, te omogućuje njihovo testiranje reakcija na razne lijekove i toksine.
Osim razvoja pojedinačnih organa ovom tehnologijom, Ingberov tim radi i na sustavima u kojima će više čipova biti povezano, pa će po njegovim riječima, "spajanjem na mikrofluidne inačice srca, pluća, crijeva, bubrega i drugih organa, znanstvenici biti u mogućnosti bolje proučiti kako tijelo reagira na različite spojeve i procese.
Jedan projekt koji je trenutno u tijeku na Wyss institutu vodi Kevin Kit Parker, čiji cilj je testiranje lijekova na negativne učinke za srce, što je po njemu dugogodišnji problem pri razvoju novih lijekova. "Kardijalna toksičnost je zapravo najveći uzrok neuspjeha lijekova, bez obzira na što bili usmjereni", kaže njegov kolega Ingber.