Mitte paljude leiutiste loomine pole nii kallis või ebaõnnestub kui uute ravimite valmistamine.
Hinnanguliselt võtab uue farmaatsiaravimi väljatöötamine ja katsetamine keskmiselt 10 aastat ja maksab peaaegu 1, 4 miljardit dollarit. Ligikaudu 85 protsenti ei jõua kunagi varasemate kliiniliste uuringute tulemusel, ja neist, kes seda teevad, on FDA tegelikult turule lubamiseks heaks kiitnud vaid pooled. See on üks põhjus, miks ravimid nii palju maksavad.
Nüüd head uudised. Teadlased, kes keskenduvad sellele, kuidas parandada eduvõimalusi ja kiirendada protsessi, hoides samal ajal narkootikume ohutult, on välja töötanud paljutõotava uuenduse: “kiibil olevad elundid”. Nad on üsna sellised, nagu nad kõlavad - kasvanud inimese organite pisikesed, töötavad versioonid umbes seadmel, mis on arvutimälupulk.
Viimane hüpe tuleb edasi Toronto ülikooli biomeditsiiniinseneride meeskonnalt. Selle nädala alguses selgitasid need teadlased ajakirjas Loodusmaterjalid käsitlevas artiklis, kuidas nad on suutnud saada nii südame- kui ka kudede kasvama väikesel kolmemõõtmelisel karkassil, mille kärg on õhukeste juuste õhukeste veresoontega, ja seejärel jälgige, kuidas elundid toimiksid inimkeha sees.
Nad nimetavad oma seadet AngioChipiks ja meeskonna juhi Milica Radisici sõnul ületab selle potentsiaal uimastite testimise protsessi revolutsioonilise pöörde. Ta näeb ette päeva, mil selle saaks siirdada inimese kehasse, et parandada haigeid või kahjustatud elundeid.
"See on tõepoolest multifunktsionaalne ja lahendab kudede inseneri ruumis mitmeid probleeme, " ütles ülikooli biomaterjalide ja biomeditsiinitehnika instituudi professor Radisic pressiteates. "See on tõeliselt järgmine põlvkond."
Miniorganite ehitamine
Teadlastel on juba võimalik laboratooriumides elundikoe kasvatada, kuid see toimub üldiselt tasasel plaadil ja selle tulemuseks on kahemõõtmeline mudel, mis erineb sellest, mis tegelikult meie sees toimub. See piirab seda, kui palju teadlasi saab teada uue ravimi efektiivsusest ja riskist konkreetse organi raviks.
Kuid selline tehnoloogia nagu AngioChip pakub inimelunditest realistlikumat, kui pisikest versiooni, ja see, Radisici sõnul, võimaldab teadlastel varakult tuvastada ravimid, mis väärivad kliinilistele uuringutele siirdumist. Samuti võib see oluliselt vähendada vajadust katsetada neid loomade peal.
Seadme ehitamine polnud väike väljakutse. Kraadiõpilane Boyang Zhang pidi kõigepealt kasutama 3D-stantsimiseks kutsutud tehnikat, et luua läbipaistvast, painduvast polümeerist äärmiselt õhukesed kihid. Iga kiht sisaldas kanalit, mis ei olnud laiem kui juustest. Need toimiksid elundi veresoontena.
Seejärel virnas ta kihid käsitsi ja kasutas keemilist reaktsiooni, mis sulatas need kokku UV-valguses. See lõi tellingud, mille ümber orel kasvab. Et teada saada, kas nende leiutis ka tegelikult töötab, implanteerisid teadlased selle rotile. Neil oli hea meel näha, et veri kulges seadme kitsastest kanalitest hüübimata.
Seejärel vannitasid nad AngioChipi vedelate elusate südamerakkudega. Varsti hakkasid rakud kasvama nii kunstlikes veresoontes kui ka väljaspool, just nagu inimkehas. Kui rakud järgmise kuu jooksul jätkasid kasvu, hakkas paindlik seade toimima nagu päris organ, lõpuks kahanes ja laienes ühtlases rütmis, just nagu südamelöök.
"Mis teeb AngioChipi ainulaadseks, on see, et me ehitasime koesse veresoonte süsteemi, " selgitab Zhang. "See anumate võrk aitab meil tulevikus ühendada mitu organit samamoodi, kuidas meie elundid on omavahel seotud meie veresüsteemis."
Kas siirdamiste asendamine?Insenerid lõid maksa kiibile samamoodi. Aja jooksul hakkas ka see käituma nagu tema inimpartner, tootes karbamiidi, peamist ühendit uriinis, ja ka ainevahetust soodustavaid ravimeid. Lõpuks saavad teadlased ühendada erinevate elundite kiibid, et näha mitte ainult seda, kuidas ravim mõjub igale elundile, vaid ka selle mõju mõlemale korraga.
Või nagu Radisic on soovitanud, võiksid kasvaja ja südamerakud olla omavahel ühendatud, et näha, millised ravimid võivad kasvajat südame kahjustamata hävitada.
"Selle koe kõige väiksemad anumad olid vaid nii laiad kui juustest, kuid veri suutis neist ikkagi hõlpsalt voolata, " ütles Radisic. "See tähendab, et selle platvormi abil saame loomadele looma kasvajaid. avastage uusi tõhusamaid vähivastaseid ravimeid. "
On selge, et laboris kasvatatud elunditel on ravimite testimisprotsessis palju täpsust ja kiirust. Kuid kui AngioChip on inimestele siirdatav, märgib Radisic, et see võib asendada vajaduse elundite siirdamiseks teiselt inimeselt. Selle asemel võiks elundeid kasvatada peremehelt võetud rakkudega, mis võib märkimisväärselt vähendada äratõukereaktsiooni riski.
Keskmiselt sureb iga päev 21 inimest, kuna siirdamiseks pole sobivaid organeid saadaval.
Toronto ülikooli meeskonna järgmine samm on teha koostööd tootjaga, et töötada välja protsess mitme AngioChipi ehitamiseks samal ajal. Praegu on nad käsitsi ehitatud, ükshaaval.
