Ученые создали тело на чипе, имитирующее поведение 10 связанных органов
Похоже, скоро нас ждет революция в методах индивидуальной диагностики и в целом в сфере биологических исследований. Чипы для анализа биологических материалов давно не новость, хотя они становятся лучше, дешевле и точнее. Ученые идут дальше. На очереди создание тела на чипе, имитирующее поведение связанных органов.
Ученые из Института бионики Висса (Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering) Гарвардского университета создали имитатор тела человека из 10 связанных органов. Предложенная платформа Body-on-Chips (тело на чипе) идет дальше простой имитации органов и позволяет в комплексе отследить воздействие медицинских препаратов на организм человека, а не только на его отдельные части.
Подобная платформа значительно ускорит разработку новых препаратов, особенно на ранних стадиях испытаниях лекарств. Полезное действие химического вещества на один орган может вызывать побочные явления в других, на что укажет "тело на чипе", но никак не "орган на чипе". Также разработанная система дает возможность подобрать нужную концентрацию лекарства и оценить скорость вывода его из организма. Иначе говоря, платформа Body-on-Chips позволяет отслеживать как фармакокинетику (ФК, поглощение, распределение, метаболизм и вывод), так и фармакодинамику (ФД, воздействие, механизмы и побочные действия).
Конструктивно тело на чипе представляет собой соединенные между собой несколько устройств размером с карту памяти. Каждый орган? это два параллельных канала, один из которых имитирует или содержит специфические ткани определенного органа, а второй, смежный, имитирует кровеносные сосуды. Оба канала разделены пористой мембраной, специфичной данному органу. В модели тела все "органы" и кровеносные сосуды соединены микротрубками, имитирующими циркуляцию крови в теле человека. Управляется все это командами с компьютера.
В своем исследовании ученые последовательно связали сосудистые каналы восьми различных чипов-органов, включая кишечник, печень, почку, сердце, легкое, кожу, гематоэнцефалический барьер и мозг. Прибор смог поддерживать жизнеспособность всех тканей на чипах в течение трех недель. Эксперименты с распространением никотина в "органах" и воздействие на них одного из препаратов для химиотерапии показали, что содержание веществ в "органах", их негативное воздействие на ткани, концентрация и скорость вывода из искусственного организма практически те же самые, что и в случае приема живым человеком. Не будет преувеличением сказать, что в обозримом будущем это изменит мир фармацевтики и человека.
