3D отпечатан чип, показващ реакцията на тялото към лекарства, може да сложи край на нуждата от тестове върху животни

Ексклузивно: Устройство с отделения, възпроизвеждащи основни органи, също може да ускори достъпа на пациентите до нови лекарства

Учените са разработили пионерско 3D-отпечатано устройство, което може да ускори достъпа на пациентите до нови лекарства и да премахне необходимостта от тестове върху животни.

Хиляди животни се използват в ранните етапи на разработване на лекарства по целия свят всяка година, но въпреки това много лекарства, тествани върху животни, не показват никаква клинична полза.

Сега изследователи от Университета в Единбург са проектирали революционно „тяло върху чип“, което идеално имитира как лекарство протича през тялото на пациента. Пластмасовото устройство означава, че учените могат да тестват лекарства, за да видят как различните органи реагират, без да е необходимо тестване на живи животни.

Устройството, изобретено в Единбург, е първото по рода си в света . Направен с помощта на 3D принтер, петте отделения на чипа копират човешкото сърце, бели дробове, бъбрек, черен дроб и мозък. Те са свързани чрез канали, които имитират човешката кръвоносна система, през която могат да се изпомпват нови лекарства.

Пластмасовото устройство използва сканиране с позитронно-емисионна томография (PET), за да произвежда подробни 3D изображения показва какво се случва вътре в малките органи. „ПЕТ изображенията са това, което ни позволява да гарантираме, че потокът [на тествани нови лекарства] е равномерен“, каза Лиъм Кар, изобретателят на устройството.

ПЕТ сканирането включва инжектиране на малки количества радиоактивни съединения в чипа за предаване на сигнали към изключително чувствителна камера, което позволява на учените да оценят по-добре ефекта на новите лекарства.

„Това устройство е първото, да бъдат проектирани специално за измерване на разпределението на лекарства, с равномерен поток, съчетан с отделения за органи, които са достатъчно големи, за да вземат проби от усвояването на лекарства за математическо моделиране. По същество ни позволява да видим къде отива ново лекарство в тялото и колко дълго остава там, без да се налага да използваме човек или животно, за да го тестваме.“

Кар добави : „Платформата е напълно гъвкава и може да бъде ценен инструмент за изследване на различни човешки заболявания, като рак, сърдечно-съдови заболявания, невродегенеративни заболявания и имунни заболявания.

„Поради това гъвкавост, употребите са обвързани само с наличието на тези клетъчни модели и научните въпроси, за които можем да измислим.

„Например, можем да имаме модел на мастно чернодробно заболяване в устройството и използвайте това, за да видите как наличието на болен черен дроб засяга други органи като сърцето, мозъка, бъбреците и т.н. и дори може да комбинирате множество модели на болни клетки, за да видите как болестите могат да си взаимодействат.”

Ръководителят на Кар, д-р Адриана Таварес от Единбургския център за сърдечно-съдови науки (CVS), каза, че свързването на пет органа заедно на едно устройство ще помогне на учените да проучат ефективно как едно ново лекарство може да повлияе на цялото тяло на пациента .

„Това е наистина важна област на медицинските изследвания, тъй като ние непрекъснато научаваме за това как болестите, които традиционно се възприемат като ограничени до орган или система, могат да имат различни ефекти върху други отдалечени органи или различни взаимосвързани системи.

„Устройства като платформата body-on-chip са от съществено значение за разгадаването на механизмите, лежащи в основата на системните ефекти на местните заболявания, както и за изследване на нецеловите ефекти на лекарства, които могат да бъдат терапевтично полезни или вредни.“

Тя добави: „Това устройство показва наистина силен потенциал за намаляване на големия брой животни, които се използват по света за тестване лекарства и други съединения, особено в ранните етапи, където само 2% от съединенията преминават през тръбопровода за откриване. използване на животни в ранното разработване на лекарства.

„Този ​​подход без използване на животни може значително да намали разходите за откриване на лекарства, да ускори транслирането на лекарства в клиниката и да подобри разбирането ни за системните ефекти на човешките болести, като се използват модели, които са по-представителни за човешката биология, отколкото животинските модели. и Намаляване на животните в изследванията (NC3Rs) и съфинансирана от Unilever награда за докторантура.

Д-р Сюзън Боди от Edinburgh Innovations, отдела за комерсиализация на университета, каза: „Ние“ Радваме се да подкрепяме Лиъм и екипа на CVS в разработването на това „тяло върху чип“ и очакваме с нетърпение да видим въздействието, което това ново устройство има върху тестването и развитието на нови съединения и лекарства в бъдеще.“

Последвайте ни в