לא הרבה המצאות יקרות ליצור או סבירות להיכשל כמו תרופות חדשות.
ההערכה היא כי בממוצע, פיתוח ובדיקה של תרופה פרמצבטית חדשה אורך עשר שנים ועולה כמעט 1.4 מיליארד דולר. כ- 85 אחוז מעולם לא עוברים את הניסויים הקליניים המוקדמים, ומתוכם רק חצי מאושר על ידי ה- FDA לצאת לשוק. זו אחת הסיבות שתרופות עולות כל כך הרבה.
עכשיו, החדשות הטובות. מדענים המתמקדים כיצד לשפר את סיכויי ההצלחה ולהאיץ את התהליך תוך שמירה על בטיחות התרופות פיתחו חידוש מבטיח: "איברים על שבב." הם פחות או יותר איך הם נשמעים - גרסאות זעירות ותפקודיות של איברים אנושיים שגדלו במכשיר בערך בגודל מקל זיכרון ממוחשב.
הקפיצה האחרונה מגיעה מצוות של מהנדסים ביו-רפואיים מאוניברסיטת טורונטו. מוקדם יותר השבוע, במאמר בכתב העת Nature Materials, המדענים הסבירו כיצד הצליחו לגרום לרקמות לב וגם לכבד לצמוח על פיגום קטן, תלת ממדי, חלת דבש בכלי דם מלאכותיים דקים בשיער, ואז צפו באיברים מתפקדים כמו שהיו בגוף האדם.
הם קוראים למכשיר שלהם אנגי-צ'יף, ולדברי ראש הצוות, מיליקה רדיסיץ ', הפוטנציאל שלו עולה מעבר למהפכה בתהליך בדיקת הסמים. היא רואה לעצמה יום בו ניתן יהיה להשתיל אותו בגוף אנושי כדי לתקן איברים חולים או פגומים.
"זה באמת רב-פונקציונלי, ופותר בעיות רבות במרחב הנדסת הרקמות, " אמר ראדיסיץ ', פרופסור במכון לחומרים ביו-חומרים והנדסה ביו-אוניברסיטאית, בהודעה לעיתונות. "זה באמת הדור הבא."
בניית מיני איברים
חוקרים כבר מצליחים לגדל רקמות איברים במעבדות, אך בדרך כלל זה נמצא על צלחת שטוחה, ומביא למודל דו-ממדי השונה ממה שקורה בפועל בתוכנו. זה מגביל עד כמה החוקרים יכולים ללמוד על היעילות והסיכון של שימוש בתרופה חדשה לטיפול באיבר מסוים.
אבל טכנולוגיה כמו AngioChip מספקת גרסה ריאלית יותר, אם קטנטנה, של איברים אנושיים, וזה, אומר Radisic, תאפשר לחוקרים לזהות מוקדם את התרופות ההן ראויות לעבור לניסויים קליניים. זה גם יכול להפחית מאוד את הצורך לבדוק אותם על בעלי חיים.
בניית המכשיר לא הייתה אתגר קטן. הסטודנט בוגר בויאנג ג'אנג נדרש לראשונה להשתמש בטכניקה שנקראת הטבעה תלת מימדית כדי ליצור שכבות דקות במיוחד של פולימר ברור וגמיש. כל שכבה הכילה דפוס של תעלות שאינן רחבות יותר משיער אנושי. אלה ישמשו כלי הדם של האיבר.
לאחר מכן הוא ערם את השכבות ידנית והשתמש באור UV כדי לגרום לתגובה כימית שהתמזגה ביניהם. זה יצר את הפיגומים שסביבם יגדל האיבר. כדי לבדוק אם ההמצאה שלהם באמת תעבוד, החוקרים השתילו אותה בעכברוש. הם התרגשו לראות דם עובר בתעלות הצרות של המכשיר ללא קרישה.
לאחר מכן הם רחצו את AngioChip בנוזל מלא בתאי לב אנושיים חיים. עד מהרה, התאים הללו החלו לצמוח בתוך כלי הדם המלאכותיים ומחוצה להם, ממש כמו שהיו בגוף אנושי. כאשר התאים המשיכו לצמוח במהלך החודש שלאחר מכן, המכשיר הגמיש החל לפעול כמו איבר ממשי, ובסופו של דבר מתכווץ ומתרחב בקצב יציב, ממש כמו פעימות לב.
"מה שמייחד את AngioChip הוא שבנינו מערכת כלי דם ברקמה", מסביר ג'אנג. "רשת כלי שיט זו תעזור לנו בעתיד לחבר איברים מרובים זה לזה, כמו איך האיברים שלנו קשורים זה לזה במערכת הדם שלנו."
מחליפים השתלות?המהנדסים יצרו כבד על שבב באותה צורה. עם הזמן, גם היא החלה להתנהג כמקבילה האנושי, לייצר אוריאה, התרכובת העיקרית בשתן, וגם מטבוליזם של תרופות. בסופו של דבר המדענים יוכלו לחבר שבבים של איברים שונים כדי לראות לא רק כיצד תרופה תשפיע על כל איבר, אלא גם את השפעתו על שניהם בו זמנית.
או, כפי שהציע Radisic, ניתן לקשר בין גידול ותאי לב כדי לראות אילו תרופות עלולות להרוס את הגידול מבלי לפגוע בלב.
"הכליונים הקטנים ביותר ברקמה זו היו רחבים כמו שיער אנושי, אך הדם עדיין הצליח לזרום דרכם בקלות", אמר ראדיסיץ ', "פירוש הדבר כי נוכל לבנות גידולים אנושיים בבעלי חיים בעזרת פלטפורמה זו כדי לסייע לגלות תרופות חדשות ויעילות יותר נגד סרטן. "
ברור שלאיברים מגדלים במעבדה יש פוטנציאל להביא דיוק ומהירות הרבה יותר לתהליך בדיקת התרופות. אך ברגע שניתן להשתיל את AngioChip בבני אדם, מציין Radisic, הדבר יכול להחליף את הצורך בהשתלת איברים מאדם אחר. במקום זאת ניתן היה לגדל איברים בעזרת תאים שנלקחו מהמארח, מה שעלול להוריד משמעותית את הסיכון לדחייה.
בממוצע 21 אנשים מתים מדי יום מכיוון שאברים מתאימים אינם זמינים להשתלות.
השלב הבא עבור צוות אוניברסיטת טורונטו הוא לעבוד עם יצרן כדי לפתח תהליך לבניית AngioChips מרובים בו זמנית. כרגע, הם בנויים ביד, בזה אחר זה.
