Drobni, poenostavljeni organi, pridelani v laboratoriju – znani kot organele – bi lahko raziskovanje in razvoj drog naredili veliko hitrejši.
Znanstvenikom je uspelo ustvariti človeško “telo na čipu”, sestavljeno iz več živih tkiv v mikroskopskem merilu.
Imenovali so ga najnaprednejši laboratorijski model človeškega telesa in se lahko izkaže za neprecenljivo pri razvoju novih zdravil, preden jih uporabimo pri resničnih ljudeh.
Drobne organele – približno ene milijoninke dejanskih vrst – so v bistvu poligon za raziskovalce, ki želijo razviti zdravila in se boriti proti boleznim. To je zadnji korak v dolgi vrsti napredka v zmožnosti reprodukcije natančnih modelov delov človeškega telesa v laboratoriju.
Podobni vzorci med seboj povezanih organelov so že bili uporabljeni za natančno reprodukcijo rezultatov za zdravila, ki so preveč strupena, da bi lahko ostala na trgu; metoda lahko razkrije težave, ki jih ni mogoče najti pri testih na živalih ali celicah, gojenih v petrijevkah.
Nova večja različica uvaja več modelov organov, kar povečuje možnosti za ulov nevarnih stranskih učinkov.
“Ustvarjanje mikroskopskih človeških organov za testiranje zdravil je logična razširitev našega dela pri ustvarjanju organov v človeškem merilu,” pravi medicinski znanstvenik Thomas Schupe z Inštituta za regenerativno medicino Wake Forest (WFIRM).
“Številne iste tehnologije, ki smo jih razvili na človeški ravni, vključno z naravnim okoljem, v katerem živijo celice, so ob stiskanju na mikroskopsko raven dosegle tudi odlične rezultate.”
Schupe in njegovi kolegi so uporabili to, kar opisujejo kot “biotehnološko orodje”, da bi ustvarili miniaturne organe, ki vključujejo človeške možgane, srce, jetra, pljuča, ožilje in debelo črevo.
Vsak organoid se je začel kot majhen vzorec celic človeškega tkiva in izvornih celic, ki so nato prerasli v drobne organe. Posnemajo številne funkcije pravega organa, ki ga kopirajo, in lahko vključujejo celice krvnih žil, imunske celice in fibroblaste vezivnega tkiva.
Pol ducata skrčenih organov je bilo združenih v neposredni bližini, da bi predstavljali poenostavljeno človeško telo, kar raziskovalcem omogoča, da vidijo, kako lahko različni deli naše anatomije reagirajo v kombinaciji, kadar se uporabljajo nekatera zdravila. Ta vpogled je lahko neprecenljiv.
“Vedeli smo, da moramo vključiti vse glavne tipe celic, ki so bili prisotni v prvotnem organu,” pravi biomehanski inženir Alex Skardahl z državne univerze Ohio. “Za simulacijo različnih odzivov telesa na strupene spojine smo morali vključiti vse vrste celic, ki sprožijo te reakcije.”
Organele, ki jih je razvila ekipa, lahko oživijo teste, ki so bile predhodno opravljene na 2D vzorcih tkiv, s čimer imajo strokovnjaki popolnejši in realnejši pogled na učinke določenega zdravila.
Ker le 1 od 5000 zdravil vstopi na trg iz predkliničnih preskušanj, ki vstopajo na trg, ima postopek razvoja zdravil velik potencial za izboljšanje učinkovitosti in varnosti.
Če bi razvili realne organoidne človeške simulacije, bi lahko nova zdravila dobili hitreje, ceneje in brez velike (ali kakršne koli) potrebe po preskusih na živalih.
“Najpomembnejša sposobnost sistema človeškega tkiva je sposobnost ugotavljanja, ali je zdravilo strupeno za človeka v zelo zgodnji fazi razvoja, in njegova potencialna uporaba v prilagojeni medicini,” pravi urolog Anthony Atala iz organizacije WFIRM.
“Izogibanje problematičnim drogam v zgodnjih fazah razvoja ali zdravljenja lahko dobesedno prihrani milijarde dolarjev in potencialno reši življenja.”
Študija je bila objavljena v Biofabrication.
