Малки, опростени органи, отглеждани в лаборатория – известни като органели – потенциално биха могли да направят изследванията и разработването на лекарства много по-бърз процес.
Учените са успели да създадат човешко „тяло на чип“, състоящо се от няколко живи тъкани в микроскопичен мащаб.
Той е наречен най-модерният лабораторен модел на човешкото тяло и може да се окаже безценен при разработването на нови лекарства, преди те да бъдат използвани при реални хора.
Малките органели – приблизително една милионна от действителните им колеги – по същество са тестово поле за изследователи, които искат да разработват лекарства и да се борят с болестите. Това е последната стъпка от дълга поредица от постижения във възможността за възпроизвеждане на малки модели на части от човешко тяло в лабораторията.
Подобни модели на взаимосвързани органели вече са използвани за достоверно възпроизвеждане на резултати за лекарства, които са твърде токсични, за да останат на пазара; методът може да разкрие проблеми, които не са открити при тестове, проведени върху животни или клетки, култивирани в чашки на Петри.
Новата по-голяма версия въвежда повече модели органи, увеличавайки шансовете за улавяне на опасни странични ефекти.
„Създаването на микроскопични човешки органи за тестване на наркотици е логично продължение на нашата работа за създаване на органи в човешки мащаб“, казва медицинският учен Томас Шупе от Института за регенеративна медицина Wake Forest (WFIRM).
„Много от същите технологии, които разработихме на човешко ниво, включително естествената среда, в която живеят клетките, също дадоха отлични резултати, когато се компресират до микроскопично ниво.“
Schupe и колеги използваха това, което описват като „биотехнологични инструменти“, за да създадат миниатюрни органи, които включват човешкия мозък, сърцето, черния дроб, белите дробове, васкулатурата и дебелото черво.
Всеки органоид започва като малка проба от човешки тъканни клетки и стволови клетки, които след това прерастват в малки органи. Те имитират много от функциите на истинския орган, който копират, и могат да включват клетки на кръвоносни съдове, имунни клетки и фибробласти на съединителната тъкан.
Половин дузина свити органи бяха събрани в непосредствена близост, за да представляват опростено човешко тяло, което позволява на изследователите да видят как различни части от нашата анатомия могат да реагират в комбинация, когато се прилагат определени лекарства. Това прозрение може да бъде безценно.
„Знаехме, че трябва да включим всички основни клетъчни типове, които присъстваха в оригиналния орган“, казва биомеханичният инженер Алекс Скардал от държавния университет в Охайо. “За да симулираме различните реакции на организма към токсични съединения, трябваше да включим всички видове клетки, които предизвикват тези реакции.”
Органелите, разработени от екипа, могат да дадат живот на тестовете, извършени преди това върху 2D тъканни проби, давайки на експертите по-пълен и реалистичен поглед върху ефектите, които може да има дадено лекарство.
Само с 1 на 5000 лекарства, които навлизат на пазара извън предклиничните изпитвания, навлизат на пазара, процесът на разработване на лекарства има голям потенциал за подобряване на ефективността и безопасността.
Бихме могли да получим нови лекарства по-бързо, по-евтино и без особена (или каквато и да е) необходимост от изпитвания върху животни, ако бъдат разработени реалистични човешки симулации въз основа на органоиди.
„Най-важната способност на човешката тъканна система е способността да се определи дали дадено лекарство е токсично за хората в много ранен етап от развитието му и потенциалното му използване в персонализираната медицина“, казва урологът Антъни Атала от WFIRM.
“Избягването на проблемни лекарства в ранните етапи от развитието или лечението може буквално да спести милиарди долари и потенциално да спаси човешки живот.”
Изследването е публикувано в Biofabrication.
