211service.com
Bygge et orgel på en brikke
Måten farmasøytiske selskaper tester medisiner på er ødelagt, og Donald Ingber har en idé om hvordan det skal fikses.
Forskere tester vanligvis potensielle legemidler på dyr, men oftere enn ikke svikter spådommene fra dyr når en forbindelse testes på mennesker, sier Ingber, direktør for Harvard Universitys Wyss Institute. Å utføre innledende tester på mennesker er selvfølgelig for farlig. Vår foreslåtte løsning er å gjøre studier med menneskelige celler, sier han, men ikke bare celler i en tallerken - celler som viser organlignende strukturer og funksjoner.
Denne historien var en del av vår utgave fra juli 2012
- Se resten av saken
- Abonnere
For å oppnå dette utvikler Ingber og teamet hans et menasjeri av enheter i mikroskala som gjenskaper strukturene og miljøene til faktiske menneskelige organer nærmere enn en enkel kulturrett.
Wyss Institutes første organ var en pustelunge på en mikrobrikke. Den gjennomsiktige enheten på tommelen er laget av cellevennlige materialer og fungerer som en plattform for dyrking av menneskelige lungeceller. Små kanaler skjærer gjennom enheten. Luft og væske strømmer gjennom de sentrale kanalene, der lungecellene dyrkes, og fordi enheten er fleksibel, kan forskere bruke vakuumtrykk på sidekanalene slik at de sentrale kanalene utvider seg og trekker seg sammen - omtrent som menneskelige lunger. Teamet har vist at slike mekaniske krefter påvirker oppførselen til cellene. Når det gjelder lungecellene, hjelper den mekaniske pusten dem til å absorbere partikler som strømmer i luftkammeret.
Nylig har instituttet utviklet en menneskelig tarm på en mikrobrikke. Den sentrale kanalen til enheten, som er foret med menneskelige celler, kan utsettes for bølgelignende bevegelser som etterligner tarmens bevegelse under fordøyelsen. I brikken danner cellene fingerlignende strukturer kjent som villi som er viktige for absorpsjon av næringsstoffer og andre forbindelser. Disse strukturene dannes ikke når celler dyrkes i en tallerken, noe som tyder på at cellene føler seg mer hjemme i enheten. Forskere kan også dyrke vanlige tarmbakterier sammen med tarmcellene i kanalen. I en kulturskål innhenter bakteriene vanligvis menneskecellene, sier Ingber; nå kan vi studere mye mer komplekse interaksjoner.
Individuelt gir hver organlignende brikke forskere en sjanse til å studere menneskelige celler i et mer naturlig miljø og å teste hvordan de reagerer på medikamenter og giftstoffer. Men Ingber jobber mot en større visjon der flere av brikkene er knyttet sammen. Ved å koble sammen de mikrofluidiske versjonene av et hjerte, lunge, tarm, nyre og mer, tror Ingber og hans medarbeidere, vil de bedre kunne studere hvordan kroppen behandler og reagerer på ulike forbindelser.
Et prosjekt på gang med Wyss fakultetsmedlem Kevin Kit Parker er å teste inhalerte medisiner for negative effekter på hjertet - et langvarig problem i medisinoppdagelse. Hjertetoksisitet er faktisk den største årsaken til svikt i legemidler, uavhengig av hva de retter seg mot, sier Ingber.