อวัยวะบนชิปและการวิจัยทางการแพทย์ที่กำลังพัฒนา
สารบัญ:
เป็นที่ยอมรับกันอย่างกว้างขวางว่ารูปแบบสัตว์สำหรับทดสอบยาและการรักษาอื่น ๆ มีข้อบกพร่องร้ายแรงหลายประการ ในบางกรณีวิธีการเหล่านี้ผิดจรรยาบรรณและโหดร้าย ยิ่งไปกว่านั้นการศึกษาเหล่านี้ไม่สามารถทำนายสรีรวิทยาของมนุษย์ได้อย่างแม่นยำ การศึกษาจำนวนมากเหล่านี้มาพร้อมกับค่าใช้จ่ายที่ครอบคลุมซึ่งหมายความว่ายาบางตัวอาจไม่สามารถผ่านการทดสอบ
นักวิจัยทั่วโลกกำลังทำงานเพื่อพัฒนาอวัยวะมนุษย์ขนาดเล็กที่อาจแทนที่การทดสอบในสัตว์และเพิ่มความเร็วในการทดลองยา การทดลองของพวกเขาแสดงให้เห็นว่าเทคโนโลยีการเกิดใหม่นี้สามารถทำนายการตอบสนองของร่างกายต่อยาและโรคโดยไม่ต้องใช้สิ่งมีชีวิต อุตสาหกรรมยากำลังแสดงความสนใจในเทคโนโลยีด้านสุขภาพซึ่งกำลังช่วยผลักดันนวัตกรรม
Organ-On-A-Chip สำหรับการทดสอบยา
ออร์แกนบนชิปเป็นอุปกรณ์ที่สร้างขึ้นโดยใช้วิธีการผลิตไมโครชิพ มันประกอบไปด้วยห้องผู้ขายที่ต่อเนื่องเรียงรายไปด้วยเซลล์ของมนุษย์ที่มีชีวิต ขนาดของหน่วยความจำคอมพิวเตอร์ขนาดเล็กอุปกรณ์นี้เลียนแบบชีววิทยาและการทำงานของอวัยวะต่าง ๆ และเป็นการอัพเกรดระบบที่มีอยู่ในปัจจุบันที่ใช้อยู่ในปัจจุบัน (เช่นเซลล์มีชีวิตที่ปลูกในจานเลี้ยงเชื้อ)
นักวิทยาศาสตร์ได้พัฒนาอวัยวะต่าง ๆ บนชิปแล้ว: ปอดหัวใจลำไส้และตับ ยกตัวอย่างเช่น Lung-on-a-chip มีทั้งปอดและเซลล์เส้นเลือดฝอยที่มีด้านหนึ่งสัมผัสกับสื่อที่มีลักษณะคล้ายเลือดและอีกส่วนหนึ่งไปสู่อากาศ สิ่งนี้จะช่วยให้นักวิทยาศาสตร์มีความเข้าใจในส่วนของปอดที่เกิดการแลกเปลี่ยนก๊าซ นี่คือบริเวณที่มีปัญหาเกี่ยวกับปอดเช่นการติดเชื้อและมะเร็งLung-on-a-chip นั้นมีความยืดหยุ่นดังนั้นมันจึงยืดและหดตัวเหมือนกับปอดของมนุษย์ - จำลองการทำงานของอวัยวะที่มีชีวิต
เทคโนโลยีอวัยวะบนชิปมาจากห้องปฏิบัติการของ Wyss Institute สำหรับวิศวกรรมแรงบันดาลใจทางชีวภาพที่ Harvard University บริษัท การค้าบางแห่งกำลังผลิตชิปที่จำลองอวัยวะที่เป็นโรคเช่นกัน คนอื่น ๆ กำลังมุ่งเน้นไปที่วิธีการใช้ยา - ทั้งที่ผ่านการอนุมัติแล้วและเพิ่งพัฒนา - ประพฤติตนในอุปกรณ์เหล่านี้เมื่อเปรียบเทียบกับร่างกายมนุษย์ เนื่องจาก บริษัท ยายอมรับว่าการลงทุนในเทคโนโลยีชิปเป็นการแสวงหาที่คุ้มค่าการลงทุนเพิ่มเติมและการปรับแต่งที่ตามมาจะทำให้อวัยวะบนชิปมีประโยชน์มากยิ่งขึ้นในอนาคต
เมื่อปีที่แล้ว Emulate, Inc. ประกาศความร่วมมือในการวิจัยกับ Johnson & Johnson และ Wyss Institute เพื่อประเมินแพลตฟอร์มการเกิดลิ่มเลือดบนชิปซึ่งสามารถใช้ทดสอบยาที่เป็นที่ทราบกันว่าก่อให้เกิดลิ่มเลือด ชิปจำลองปัจจัยต่าง ๆ ที่อาจนำไปสู่การพัฒนาลิ่มเลือด หากประสบความสำเร็จเทคโนโลยีนี้สามารถใช้ในการทดลองทางคลินิกเพื่อลดความเสี่ยงที่เกิดจากยาบางชนิดเช่นการรักษาด้วยภูมิคุ้มกันและยารักษาโรคมะเร็งซึ่งเป็นที่ทราบกันดีว่าผลข้างเคียงที่อาจเกิดจากการแข็งตัวของเลือด
ความก้าวหน้าล่าสุดในอวัยวะที่กำลังเติบโตจากเซลล์ต้นกำเนิดยังสามารถรองรับเทคโนโลยีอวัยวะบนชิป การทดลองแสดงให้เห็นว่าเซลล์ต้นกำเนิดของมนุษย์สามารถตั้งโปรแกรมให้ผลิตเนื้อเยื่อชนิดต่างๆ แม้ว่าจะใช้เวลาสักครู่ก่อนที่เทคนิคนี้จะสามารถใช้ในการปลูกอวัยวะส่วนบุคคลสำหรับผู้ป่วยปลูกถ่าย แต่ก็สามารถนำไปใช้ปลูกเนื้อเยื่อมนุษย์สำหรับแบบจำลองอวัยวะบนชิปได้แล้ว
จะมีมนุษย์บนชิปในไม่ช้า?
นักวิทยาศาสตร์ที่สถาบัน Wyss กำลังทำงานในโครงการที่มีความทะเยอทะยาน: พวกเขากำลังมองหาการเชื่อมโยงอวัยวะต่างๆบนชิปเพื่อสร้างแบบจำลองของร่างกายมนุษย์ทั้งหมด สิ่งนี้สามารถช่วยทดลองยาในวิธีที่ไม่มีใครเทียบได้ “ อาสาสมัคร” ในหลอดทดลองหลายรายการสามารถทดสอบและวิเคราะห์เพื่อตอบสนองต่อยาบางชนิดในระยะเวลาอันสั้น
Homo chippiens แบบจำลองดังกล่าวได้รับการขนานนามอย่างตลกขบขันและยังได้รับการสำรวจโดยหน่วยงานคุ้มครองสิ่งแวดล้อมของสหรัฐในฐานะแบบจำลองทางเลือกสำหรับการศึกษาผลกระทบของสารพิษสิ่งแวดล้อมเช่นผลกระทบไดออกซินและ Bisphenol A (BPA) ต่อตับมนุษย์
ในขณะนี้ยาใหม่เกือบทั้งหมดยังคงต้องได้รับการทดลองทางคลินิกที่ยาวนานและต้องทำการทดสอบกับมนุษย์ก่อนที่จะออกสู่ตลาด การพัฒนาอวัยวะของมนุษย์ที่มีขนาดเล็กอาจทำให้กระบวนการพัฒนาสั้นลงโดยการข้ามส่วนหนึ่งของโปรโตคอลการทดลองยาใหม่ อย่างไรก็ตามผู้เชี่ยวชาญบางคนเตือนว่าชิปไม่สามารถจับความซับซ้อนทั้งหมดของอวัยวะมนุษย์และเทคโนโลยีนี้มีข้อ จำกัด ที่จำเป็นต้องได้รับการแก้ไขก่อนที่จะมีประโยชน์ในฐานะทางเลือกที่แท้จริงสำหรับอวัยวะที่แท้จริง