Az izraeli Héber Egyetem kutatói Yaakov Nahmias professzor vezetésével olyan módszert alkalmaztak az általuk fejlesztett új rákgyógyszer tesztelésére, mely nem igényli kísérleti állatok alkalmazását. A gyógyszer hatását ugyanis chipen próbálták ki, melyet emberi sejtekből növesztett szövettenyészettel kapcsoltak össze. A kutatók ezt humán szimulátornak, vagy human-on-a-chipnek (ember a chipen) hívják, és az orvosság ezen való vizsgálata bizonyítottan megbízhatóbb eredményt adott a hatásokat illetően, mint amikor laboratóriumi egereken vagy más élőlényeken próbálták ki a szert.

Nahmias a Times of Israelnek elmondta, a szimulátor sokkal pontosabban utánozza az emberi szervezet működését, mint az állatmodellek, és így a technológia nagyban növelheti a jövőbeli gyógyszerfejlesztés precizitását. Ezenkívül a módszer a szokásos négy-hat évet, mely általában szükséges az összes tesztelés elvégzéséhez az engedélyeztetés és a klinikai vizsgálatok megkezdése előtt, mindössze néhány hónapra szoríthatja le.

"Nyolc hónap alatt megcsináltuk, egyetlen állat nélkül, és a költségek töredékéért."

- nyilatkozta a professzor.

A technikát nem az izraeli kutatók találták fel, a mini szervek növesztése a gyógyszerek tesztelése céljából már régen megkezdődött. A múlt század kísérletei az emberi szövettenyészetekkel még igen kezdetleges fázisban tartottak és először még csak annak a bizonyítását szolgálták, hogy a sejtek képesek életben maradni és önszerveződni a petricsészékben. Mikor bebizonyosodott, hogy lehetséges a valódi szerveket utánzó apró szerv-utánzatokat alkotni laboratóriumi körülmények között, a kutatók az organogenezis folyamatát tanulmányozták a segítségükkel.

A gyógyszerek organoidokon való tesztelésének megkezdését hátráltatta azonban, hogy ezek a mini májak, szívek, tüdők nem teljesen úgy épülnek fel, mint teljes méretű megfelelőik, hiányoznak belőlük például a szövetek vérellátását biztosító érrendszerek, a hiányos szerkezet pedig kérdésessé teheti, hogy az ezeken folytatott vizsgálatok eredménye egyezik-e majd a valódi emberi szervekben történő hatások felmérésével. Az elmúlt években felgyorsultak az események az organoidok fejlesztésének területén, a világ különböző laboratóriumaiban már nem csak különálló szerveket, hanem ezeknek összekapcsolásával teljes miniatürizált testeket is kezdtek építeni. Az egyik intézmény, amely elől járt a kutatásokban a Harvard Wyss Intézete volt, amely Organs-on-Chips programja keretében vizsgálta a módszer lehetőségeit, majd később megalapította az Emulatebio céget, mely kizárólagos tulajdonosa a technológia szellemi portfóliójának. A Wyss kutatója és az Emulate elnöke, Geraldine Hamilton 2013-ban TED előadáson mutatta be a mini szervek működését (a magyar feliratot is bekapcsolhatjuk a beállítások menüben):

A dr. Roska Botond által vezetett kutatócsapat is mini szerven, retina organoidon vizsgálta a szemészeti terápiák hatását, az erről szóló tanulmányuk tavaly jelent meg a Cell folyóiratban. Az organoidok használatára azért volt szükségük, mert korábbi tanulmányok bizonyították, hogy az állatokon elvégzett kísérletek eredményei nem mindig állják meg a helyüket az embereken folytatott tesztek során.

Az Egyesült Államok Nemzeti Egészségügyi Intézményének transzlációs tudományokkal foglakozó központja (NIH-NCATS) is építi a chipre applikált szövettenyészeteket, melyeknek egy részét az űrben is tesztelik. 2018-ban indult el az első adag immunrendszer chip az ISS-re a SpaceX tizenhatodik kereskedelmi missziójának keretében, majd 2019-ben további vese és csont chipek követték. Az űr mikrogravitációs környezetében könnyebben, felfüggesztés nélkül tudnak növekedni a szervek, ezeket a körülményeket a Földön pedig csak különleges eszközökkel tudják kialakítani, így a program értékes információkat nyújt a kutatók számára. A legutóbbi szövettenyészetek tavaly decemberben hagyták el a Földet és utaztak a Nemzetközi Űrállomás laborjába.

Pontosan egy évvel ezelőtt pedig a Wake Forest School Institute és az Ohio Állami Egyetem szakértői is létrehozták a body-on-a-chipet, vagyis egy számítógépes chipre applikált emberi test másolatot, mely többféle szerv együttes rendszerével már a valódi szervezetet sokkal jobban leképező modellt alkotott.

Azt a Wake Forest kutatói is felfedezték, hogy a test chipen megbízhatóan lehet ellenőrizni a gyógyszerek mérgező hatását, pontosabban, mint az állatokon, de akkor Anthony Atala, a kísérlet vezetője még kevésbé optimistán nyilatkozott, úgy gondolta, hogy sok időbe fog még telni, mire a módszer széleskörűen elterjedhet és leválthatja a bevett gyakorlatot.

“Nehéz megjósolni, mennyi időt fog ez igényelni, a szabályozások és ellenőrzések miatt.”

- mondta egy éve Atala - “De határozottan reméljük, hogy redukálni, vagy akár végleg eliminálni fogjuk az állatkísérleteket ezekkel a rendszerekkel.”

Az izraeli kutatók egy olyan szert fejlesztettek és teszteltek a humán szimulátoron, mely megakadályozza, hogy az általában alkalmazott rákgyógyszerek hatására felhalmozódjon a zsír a vesékben. Ehhez az empagliflozin nevű, cukorbetegek számára felírt hatóanyagot használták, ezt kombinálták a rákgyógyszerrel és az eredményt a szövetekkel összekapcsolt számítógépes chip szenzorainak segítségével monitorozták. A használat előtt azonban még engedélyeztetni kell gyógyszert, a kérelmet a klinikai tesztek megkezdéséhez és a szabadalmi eljáráshoz már benyújtották a kutatók. Ha az FDA, az Egyesült Államok Élelmezési és Gyógyszerészeti Hatósága elfogadja a kérelmet és az orvosság zöld utat kap, az példaértékű precedenst teremthet és megnyithatja a kaput egy olyan jövő előtt, ahol már nem csak a kozmetikai szereket, hanem az embereknek szánt gyógyszereket sem kell állatok feláldozásával kifejleszteni.

(Fotó: Flickr/National Center for Advancing Translational Sciences)

Ez is érdekelhet:

Ezt a három dolgot sokkal jobb az űrben gyártani, mint a Földön Ha a jövőben űrvárosok, és űrhotelek épülnek majd távol a Földtől, miért ne nyílhatának gyártósorok is, ahol made in space termékeket dobozolnának az asztronauták?
3D nyomtatással elkészült az első működő, emberi mini máj Az áttörés egy újabb lépéssel közelebb visz ahhoz, hogy véget vessünk a donorszervek szűkös ellátásának.
A Segway feltalálója emberi szervek tömeggyártásába fogna A fővárosaiknak nem feltétlenül vannak szép emlékeik a Segwayről, pedig lényegében csupa jó szándékból született. A guruló-turistaszállító feltalálója pedig most emberi szerveket gyártana nagyjából úgy, ahogy Kínában az iPhone-okat.