Przełom w tworzeniu leków dzięki technologii „narząd na chipie”
Międzynarodowy zespół naukowców wspierany w ramach finansowanego ze środków Unii Europejskiej projektu UNLOOC(odnośnik otworzy się w nowym oknie) pracuje nad układami typu „narząd na chipie” (ang. organ-on-chip, OOC), które imitują reakcje ludzkich narządów, umożliwiając badanie nowych leków w szybszy, bezpieczniejszy i bardziej wiarygodny sposób. Technologia ta przyczyni się do znaczącego postępu na polu opracowywania leków i tworzenia bezpiecznych kosmetyków bez konieczności testowania ich na zwierzętach, a także pozwoli na poszerzenie wiedzy na temat chorób.
Koniec testowania leków na zwierzętach
Tradycyjnie, zanim dany lek trafi do badań klinicznych z udziałem ludzi, jest najpierw testowany na zwierzętach. Jednak kwestie etyczne związane z tego typu badaniami to niejedyna wada stosowania modeli zwierzęcych – znaczącym wyzwaniem jest również niskie prawdopodobieństwo przełożenia uzyskanych wyników na zastosowania przeznaczone dla ludzi oraz wysoki wskaźnik niepowodzeń badań klinicznych. Technologia opracowana przez zespół projektu UNLOOC ma na celu złagodzenie tych problemów poprzez bezpośrednie wykorzystanie ludzkich komórek. Dzięki umożliwieniu odtwarzania fizjologicznych i funkcjonalnych właściwości ludzkich narządów na platformie mikrostrukturalnej stworzona w ramach projektu technologia OOC oferuje lepsze zrozumienie ich funkcji i interakcji zachodzących na poziomie biochemicznym. Co ważne, umożliwi ona również badanie różnych leków pod kątem skuteczności i toksyczności. „Te modele biologiczne, stworzone na mikrochipach, mogą wyeliminować konieczność przeprowadzania testów na zwierzętach na etapie wstępnej oceny związków farmaceutycznych i składników kosmetycznych”, jak czytamy w artykule(odnośnik otworzy się w nowym oknie) opublikowanym na stronie internetowej węgierskiego Centrum Badań nad Energią HUN-REN, partnera projektu UNLOOC. „Jednocześnie umożliwiają one miarodajną ocenę wiarygodności i skuteczności takich badań”.
Uwzględnienie kobiet
Należy podkreślić, że ta technologia pozwala również wypełnić poważną lukę w badaniach medycznych, umożliwiając badanie leków na kobietach, które są grupą często nieuwzględnianą w próbach badawczych. Historyczne nieuwzględnianie kobiet w testach nowych leków jest ogromnym zaniedbaniem, ponieważ leki działają na organizm mężczyzny inaczej niż na organizm kobiety, który cechuje się innymi cyklami hormonalnymi, tempem metabolizmu, reakcjami immunologicznymi i rozkładem tkanki tłuszczowej. Sposób, w jaki kobiety reagują na leki, różni się zatem od tego, w jaki reagują mężczyźni. Ponieważ w układach OOC opracowanych w ramach projektu UNLOOC można wykorzystywać komórki z wybranych grup docelowych, a nawet poszczególnych pacjentów, rozwiązanie to umożliwia zarówno uwzględnianie obu płci, jak i rozwój medycyny spersonalizowanej. „W przyszłości urządzenia imitujące tkanki opracowane w ramach projektu UNLOOC mogą ułatwić szybsze i bezpieczniejsze testowanie leków dzięki analizie próbek pobranych od konkretnych pacjentów. W dłuższej perspektywie osiągnięte wyniki mogą również wspierać spersonalizowane projektowanie protokołów farmakoterapii, co stanowi bezpośrednie rozszerzenie projektu i przełożenie jego rezultatów na rzeczywiste zastosowania”, jak czytamy we wspomnianym artykule. Zespół projektu UNLOOC przyjął metodologię łączącą mikrofluidykę, zastosowania biologiczne, mikroelektronikę, sztuczną inteligencję i kluczowe technologie cyfrowe, przy pomocy której tworzą przyszłe produkty i wytyczają nowe ścieżki w dziedzinie opracowywania leków. Projekt obejmuje pięć scenariuszy. Dotyczą one gotowych do użycia modeli narządów 3D naśladujących ludzką różnorodność, opracowania gotowych do wprowadzenia na rynek inteligentnych płytek wielodołkowych OOC dla pojedynczych i wielu narządów oraz projektowania sztucznej tkanki nabłonkowej na potrzeby oceny przezskórnego dostarczania leków, a także stopnia penetracji skóry, absorpcji i toksyczności. Naukowcy skupieni wokół projektu UNLOOC zajmują się tworzeniem platformy do badania bariery krew-mózg – będzie ona przystępna cenowo, na czym skorzystają laboratoria badań biomedycznych, a także skalowalna, co jest dobrą wiadomością dla organizacji badawczych. Pracują oni również nad zaawansowaną platformą typu „płuco na chipie”, która pozwoli na dokładniejszą ocenę bezpieczeństwa nowych kandydatów na leki. Projekt UNLOOC (Unlocking data content of Organ-On-Chips) dobiegnie końca w 2027 roku. Więcej informacji: strona projektu UNLOOC(odnośnik otworzy się w nowym oknie)
