Organ-On-A-Chip Teknolojisi Değişen Tıbbi Araştırma

İlaçların ve diğer tıbbi tedavilerin test edilmesine yönelik hayvan modellerinin bazı ciddi kusurları olduğu yaygın olarak kabul edilmiştir. Bazı durumlarda, bu yöntemler etik olmayan ve zalimdir. Dahası, bu çalışmalar insan fizyolojisini her zaman doğru olarak tahmin edememektedir. Bu çalışmaların çoğu kapsamlı maliyetlerle gelir, bu da bazı ilaçların test aşamasına asla getiremeyeceği anlamına gelir.

Dünyanın dört bir yanındaki araştırmacılar, hayvan testlerinin yerine geçebilecek ve ilaç denemelerini hızlandıracak minyatür insan organları geliştirmek için çalışıyorlar. Deneyleri, ortaya çıkan bu yeni gelişmekte olan teknolojinin, vücudun, canlıları kullanmadan, uyuşturuculara ve hastalıklara verdiği tepkiyi sıklıkla tahmin edebildiğini göstermektedir. İlaç endüstrisi, yenilikçiliğini arttırmaya yardımcı olan bu tomurcuklanan sağlık teknolojisine ilgi duymaktadır.

İlaç Testi için Organ-On-A-Chip

Yonga üzerinde bir organ mikroçip üretim yöntemleri kullanılarak oluşturulan bir cihazdır. Yaşayan insan hücreleri tarafından dizilen sürekli olarak perfüze odalar içerir. Küçük bir bilgisayar hafızasının boyutu, bu cihaz gerçek organların biyolojisini ve işlevlerini taklit eder ve günümüzde kullanılan mevcut sistemlerde (petri kabında yetişen canlı hücreler gibi) bir yükseltmedir.

Bilim adamları halihazırda cips üzerinde farklı organlar geliştirdiler: akciğer, kalp, bağırsak ve karaciğer.

Örneğin, bir çip üzerinde akciğer, bir tarafa kan benzeri bir ortama ve diğeri havaya maruz kalan pulmoner ve kapiler hücreleri içerir. Bu, bilim adamlarına, gaz değişiminin meydana geldiği akciğerin görüşünü sağlar. Bu, enfeksiyonlar ve kanser gibi pulmoner problemlerin sıklıkla meydana geldiği bölgedir.

Çipin uzaması esnektir, bu yüzden insan vücuduna çok benzer bir şekilde uzanır ve büzülür - canlı organın işlevini çoğaltır.

Organlar-on-chips teknolojisi Harvard Üniversitesi'nde Biyolojik İlham Mühendisliği için Wyss Enstitüsü laboratuarlarından kaynaklanmaktadır. Bazı ticari şirketler artık hastalıklı bir organı kopyalayan çipler üretiyorlar. Diğerleri, zaten onaylanmış ve yeni geliştirilen ilaçların insan vücuduna kıyasla bu cihazlarda nasıl davranacağına odaklanıyor. İlaç şirketleri çip teknolojisine yatırım yapmanın değerli bir uğraş olduğu konusunda hemfikir olduklarından, daha fazla yatırım ve müteakip iyileştirmeler, gelecekte de yongalardaki organları daha da faydalı hale getirecektir.

Geçtiğimiz yıl Emulate, Inc., Johnson & Johnson ve Wyss Institute ile kan pıhtılarına neden olduğu bilinen ilaçları test etmek için potansiyel olarak kullanılabilecek bir çip üzerindeki trombozu değerlendirmek için bir araştırma işbirliğini duyurdu. Çip, bir kan pıhtısının gelişimine katkıda bulunabilecek farklı faktörleri modelliyor. Başarılı olursa, bu teknoloji, kan pıhtılaşmasıyla bağlantılı olası yan etkiler için bilinen bazı ilaçların (örneğin immüno-terapötikler ve onkoloji ilaçları) neden olduğu riski en aza indirmek için klinik ilaç denemelerinde kullanılabilir.

Kök hücrelerden gelişmekte olan rudimenter organlardaki son gelişmeler de çip üzerinde organı destekleyebilir. Deneyler insan kök hücrelerinin farklı doku tipleri üretecek şekilde programlanabileceğini göstermektedir. Bu tekniğin transplant hastaları için kişiselleştirilmiş organları büyütmek için kullanılmasından önce biraz zaman alacak olsa da, insan dokularını çip üzerinde organ için büyütmek için zaten uygulanabilir.

Yakında İnsan-On-A-Chip Olacak mı?

Wyss Enstitüsündeki bilim adamları şu anda iddialı bir proje üzerinde çalışıyorlar: Tüm insan vücudunun bir kopyasını yaratmak için farklı organlardaki cipsleri birbirine bağlamayı düşünüyorlar.

Bu, ilaç denemelerine benzersiz bir şekilde yardımcı olabilir. Çok sayıda in vitro “denekler” kısa bir süre içinde belirli bir ilaca yanıt vermeleri için test edilip analiz edilebilir.

Homo chippiens , modelin esprili olarak anıldığı gibi, ABD Çevre Koruma Ajansı tarafından, dioksin ve Bisfenol A'nın (BPA) insan karaciğeri üzerindeki etkileri gibi çevresel toksinlerin etkilerini incelemek için alternatif bir model olarak araştırılmıştır.

Şu anda, hemen hemen her yeni ilacın uzun bir klinik deneye tabi tutulmasının yanı sıra piyasaya çıkmadan önce insanlar üzerinde test edilmesi gerekmektedir. Minyatür insan organlarının gelişmesi, yeni bir ilacın deneme protokolünün bir kısmını atlayarak gelişim sürecini daha kısa sürebilir. Ancak bazı uzmanlar, çiplerin bir insan organının tüm karmaşıklığını yakalayamadığı ve bu teknolojinin, gerçek organlara gerçek alternatifler olarak faydalı hale gelmeden önce ele alınması gereken sınırlamalara sahip olduğu konusunda uyarıyor.