Kolejny cud techniki – chipy imitujące ludzkie organy!

Być może nastał koniec ery testów laboratoryjnych na zwierzętach! Naukowcy stworzyli technologię pozwalającą na budowanie chipów imitujących pracę ludzkich organów!

„Główny problem z testami na zwierzętach to kwestie etyki” mówi profesor Bahinski – szef zespołu pracującego nad chipami. „Nie są one również tak naprawdę zbyt miarodajne jeśli chodzi o określenie wyniku dla ludzi. Mamy nadzieję, że chipy naśladujące ludzkie organy pozwolą nam na lepsze określenie wyników dla ludzi niż obecne modle przedklinicznych testach na zwierzętach. Mamy nadzieje, że chipy zmniejszą, a w przyszłości całkowicie wyeliminują użycie zwierząt w testach klinicznych”.

Opracowany przez Donalda Ingber i Dana Dongeun Huh z Wyss Institute Uniwersytetu Harvarda chip to zbudowane z tworzyw sztucznych mikro urządzenie pokryte ludzkimi komórkami, które naśladują strukturę tkanek ludzkich organów.
 

W warstwie przezroczystego plastiku utworzone są mikroskopijnych rozmiarów kanały, które można wypełnić ludzkimi żywymi komórkami, płynami i gazami, które będą naśladować budowę i funkcję życiowe tkanki, łącznie z przepływem krwi.

„Wykorzystujemy różne rodzaje ludzkich komórek, które wprowadzamy do plastikowych chipów przez specjalne otwory. Gdy komórki będą znajdować się już we wnętrzu urządzenia zaczną same tworzyć różne typy tkanek”.

Testy laboratoryjne z użyciem ludzkich komórek są przeprowadzane na statycznych kulturach tkanek. Projekt chipów jest o tyle innowacyjny, że urządzenia tego rodzaju mogą naśladować ruch ludzkich organów. Pierwszym chipem, w którym udało nam się rozwinąć ten system, był chip naśladujący płuco, który odtwarzał fizjologiczne ruchy pobierania powietrza. „Na każdym zakończeniu centralnego kanału umieściliśmy kanały próżniowe, które rozciągały znajdującą się w środku niewielką błonkę. Fizyczny ruch naprawdę determinuje sposób, w jaki funkcjonują komórki ludzkie” – wyjaśnia prof. Bahinski.
 

Instytut WYSS opracował do tej pory również chipy replikujące jelita, wątrobę i nerki. Urządzenia, które naśladują inne narządy, takie jak skóra, układ nerwowy, a nawet mózg są w trakcie pracy. Pomysł na rozwój chipów ma finalnie na celu połączenie ze sobą urządzeń i stworzenie symulacji wszystkich systemów organizmu. To pozwalałoby na testowanie efektów leków, których działanie moglibyśmy obserwować podczas przechodzenia przez cały organizm.
 

„Jeśli chcemy przeanalizować absorbcję i przyswajanie się leku możemy połączyć ze sobą chip naśladujący jelita oraz wątrobę, a następnie obserwować jak lek będzie wydalany przez nerki”.

 

Pierwszymi użytkownikami chipów będą więc koncerny farmaceutyczne. Lekarze mają również nadziej, że pozwoli to przyszłości zastąpić testy na zwierzętach przez firmy kosmetyczne. Chipy mogą być stosowane w przypadkach, gdy nie jest możliwe sprawdzenie wpływy np. leku na organizm człowieka.

Chipy imitujące ludzkie organy otrzymały nagrodę Design of the Year przyznawaną corocznie przez Londyńskie Muzeum Designu, pokonując w konkurencji m. in. projekt oczyszczania wód oceanów z plastiku, betonowy gmach Chilean University czy samoprowadzący się samochód Googla.