日益增长的人类Organs-on-a-Chip

在任何药物上市之前,必须保证它不会对服用者产生任何有害影响。迄今为止,卫生当局要求进行仔细的安全评估,通常还包括动物模型。然而,未来会有新的方法使药物发展得更好更快,将分子从实验室直接转移到病人身上。

它比iPhone还小,但却反映了整个人体组织:芯片上的器官技术是一种新的替代方法,可以在非常早期阶段筛选药物的功效和毒性。这项技术使研究人员能够在生理条件下培养代表器官的人体细胞。多个器官可以放置在一个芯片上,并相互连接,以模拟人类有机体的动力学。这是可能的,因为3D细胞培养、微流体和3D打印技术允许培养来自患者的细胞,例如,反映疾病基因型或表型。因此,这种半透明的装置提供了一个窗口,让我们了解心脏、肺、肾脏、动脉、肠道和其他器官的组织结构、功能和机械运动——换句话说,就是人类的内部工作。

未来我们将如何从这项技术中获益?

我们与许多公司和大学一起,不断寻找新的更好的药物开发模式。这就是为什么我们正在与苏黎世联邦理工学院(ETH Zurich)和哈佛大学怀斯研究所(Wyss Institute)的工程师进行合作。

去年,我们加强了对“芯片上的器官”的关注,因为它提供了一个机会,可以在研究和开发的早期就获得与人类相关的药物或活性物质的信息。“芯片上的器官”技术提供了一种新发现的分子及其对人体的潜在影响的先入之见,而这种分子实际上尚未进入临床应用。

我们也希望这项技术将使我们能够在早期阶段对活性物质或药物的功效做出“个性化”的声明。每个人都有自己的特点:一药耐久,一药受益。想想人类的不同,比如有些人能喝牛奶,有些人不能。它可能是一个人基因上的一个小突变,改变了人对不同物质的反应。从长远来看,器官芯片技术可以帮助我们推进以人为本和个性化的药物研发。此外,我们之所以投资于这项新技术,是因为我们致力于尽可能减少、精炼和替代动物模型的3R原则。“芯片上器官技术有可能成为一种高度有效的毒性测试技术,符合3R原则:可以取代动物试验;减少所需动物的数量;并在保持可比结果的同时完善现有的科学实践。”

尽管如此,重要的是要承认这项技术仍然处于非常初级的阶段。芯片的复杂性还没有接近真正的器官。例如,人类的肺至少有40种不同类型的肺组织细胞、血液通道和免疫系统。迄今为止,芯片上的器官技术只包含一到两种不同类型的细胞。因此,仍然需要动物模型来测试新物质和官方秩序的安全性和有效性。尽管我们还有很长的路要走,但芯片上的器官技术可能会帮助我们更快地将新药从实验室推向临床。

标签:科学,创新,生物技术