Диагностиката и биологичните изследвания са пред революционен напредък
(снимка: CC0 Public Domain)
Очаква ли ни революция в методите на индивидуална медицинска диагностика и въобще в областта на биологичните изследвания? Учени от Института Уайс на Харвардския университет създадоха „тяло на чип”, което симулира поведението на 10 свързани органа.
Предлаганата платформа Body-on-Chip (тяло на чип) надхвърля обикновената имитация на органи, като позволява проследяване на цялостния ефект на лекарствата върху човешкото тяло, а не само върху отделните му органи.
Такава платформа значително ще ускори разработването на нови лекарства, особено в ранните етапи на изпитания. Благоприятният ефект на даден химикал върху един орган може да причини нежелани реакции при други органи – това може да се види на система „тяло на чип”, но не и в „орган на чип”.
Системата дава възможност за определяне на желаната концентрация на лекарството и за оценка на скоростта за неговото извеждане от тялото. С други думи, платформата Body-on-Chip позволява проследяване както на фармакокинетиката ( абсорбция, разпределение, метаболизъм и отделяне), така и на фармакодинамиката (въздействие, механизми и странични ефекти).
Илюстрация на система „тяло на чип” върху рисунка на Леонардо да Винчи
(източник: Wyss Institute at Harvard University)
В структурно отношение „тялото на чип” включва няколко устройства с размер на карта памет. Всяко устройство има два канала, единият от които имитира или съдържа специфични тъкани на определен орган, а вторият имитира кръвоносните съдове. Двата канала са разделени от пореста мембрана, специфична за този орган.
В цялостния модел „органите” и кръвоносните съдове са свързани с микротръби, които симулират кръвообращението в човешкото тяло. Всичко това се контролира чрез компютърни команди.
Учените са свързали съдовите канали на осем различни „органа на чип”, включително червата, черния дроб, бъбреците, сърцето, белите дробове, кожата, хематоeнцефаличната бариера (физиологичната бариера между кръвоносната система и централната нервна система) и мозъка. Моделът е успял да поддържа жизнеспособността на тъканите на всички чипове в продължение на три седмици.
Експерименти с разпространение на никотин в „органите” и лекарство за химиотерапия показват, че съдържанието на вещества в „органите”, отрицателното им влияние върху тъканите, концентрацията и скоростта на извеждането им от изкуственото тяло са почти същите като при жив човек. Не е преувеличено да се каже, че тази разработка може да промени в обозримо бъдеще фармацевтичната индустрия и лечението на хората.