Sićušni, pojednostavljeni organi uzgajani u laboratoriji – poznati kao organele – potencijalno bi mogli učiniti istraživanje i razvoj lijekova mnogo bržim procesom.
Naučnici su uspjeli stvoriti ljudsko “tijelo na čipu”, koje se sastoji od nekoliko živih tkiva na mikroskopskoj skali.
Nazvan je najnaprednijim laboratorijskim modelom ljudskog tijela i može se pokazati neprocjenjivim u razvoju novih lijekova prije nego što se koriste u stvarnim ljudima.
Sićušne organele – otprilike milioniti dio njihovih stvarnih kolega – u osnovi su poligon za istraživače koji žele razviti drogu i boriti se protiv bolesti. Ovo je najnoviji korak u dugom nizu napretka u mogućnosti reprodukcije minutnih modela dijelova ljudskog tijela u laboratoriji.
Slični obrasci međusobno povezanih organela već su korišteni za vjernu reprodukciju rezultata za lijekove koji su previše toksični da bi ostali na tržištu; metoda može otkriti probleme koji nisu pronađeni u testovima na životinjama ili ćelijama uzgajanim u petrijevim zdjelicama.
Nova veća verzija uvodi više modela organa, povećavajući šanse za uočavanje opasnih nuspojava.
“Stvaranje mikroskopskih ljudskih organa za ispitivanje lijekova logično je proširenje našeg rada na stvaranju organa ljudske razmjere”, kaže medicinski naučnik Thomas Schupe s Instituta za regenerativnu medicinu Wake Forest (WFIRM).
“Mnoge iste tehnologije koje smo razvili na ljudskom nivou, uključujući vrlo prirodno okruženje u kojem ćelije žive, takođe su dale izvrsne rezultate kada su komprimovane na mikroskopski nivo.”
Schupe i njegove kolege koristili su ono što oni opisuju kao “biotehnološki alat” za stvaranje minijaturnih organa koji uključuju ljudski mozak, srce, jetru, pluća, vaskulaciju i debelo crijevo.
Svaki organoid započeo je kao mali uzorak ćelija ljudskog tkiva i matičnih ćelija, koji su potom prerasli u male organe. Oni oponašaju mnoge funkcije stvarnog organa koji kopiraju, a mogu uključivati ćelije krvnih žila, imune ćelije i fibroblaste vezivnog tkiva.
Pola tuceta skupljenih organa okupljeno je u neposrednoj blizini kako bi predstavljali pojednostavljeno ljudsko tijelo, omogućavajući istraživačima da vide kako različiti dijelovi naše anatomije mogu reagirati u kombinaciji kada se primjenjuju određeni lijekovi. Ovaj uvid može biti neprocjenjiv.
“Znali smo da moramo uključiti sve glavne tipove ćelija koji su bili prisutni u izvornom organu”, kaže biomehanički inženjer Alex Scardahl sa državnog univerziteta u Ohaju. “Da bismo simulirali različite reakcije tijela na toksične spojeve, trebali smo uključiti sve tipove stanica koji pokreću te reakcije.”
Organele koje je tim razvio mogu dati život testovima koji su prethodno izvedeni na 2D uzorcima tkiva, pružajući stručnjacima potpuniji i realniji uvid u efekte koje određeni lijek može imati.
Sa samo jednim od 5.000 lijekova koji izlaze iz pretkliničkih ispitivanja na tržište, postupak razvoja lijekova ima velik potencijal za poboljšanje efikasnosti i sigurnosti.
Mogli bismo dobiti nove lijekove brže, jeftinije i bez velike (ili bilo kakve) potrebe za testiranjem na životinjama ako bi se razvile realne ljudske simulacije zasnovane na organoidima.
“Najvažnija sposobnost sistema ljudskog tkiva je sposobnost utvrđivanja je li lijek toksičan za ljude u vrlo ranoj fazi razvoja i njegova potencijalna upotreba u personaliziranoj medicini”, kaže urolog Anthony Atala iz WFIRM.
“Izbjegavanje problematičnih lijekova u ranim fazama razvoja ili liječenja može doslovno uštedjeti milijarde dolara i potencijalno spasiti živote.”
Studija je objavljena u časopisu Biofabrication.
