Джеральдін Гамільтон Частини тіла в чіпі
Автор: Драгос/Дата публікації: 26-12-2013 20:12
Відносно легко уявити нове ліки, краще лікування певних захворювань. Однак найскладнішою частиною є тестування, яке може затримати появу нових методів лікування на роки. Джеральдін Гамільтон показує нам, як її лабораторія створює органи та частини людського тіла в чіп, у простих структурах, що мають усі частини, необхідні для тестування нових ліків - навіть персоналізованих методів лікування.
У галузі глобального здоров’я ми маємо вирішити актуальну проблему, а саме те, як ми досліджуємо та розробляємо нові ліки, є надто дорогим, займає занадто багато часу і не вдається частіше, ніж вдається. Це насправді не працює, і це означає, що пацієнти, які потребують нових методів лікування, не отримують їх, а хвороби залишаються нелікованими. Ми витрачаємо дедалі більше грошей. На кожен мільярд доларів, витрачений на дослідження та розробки, ми отримуємо менше ліків на ринку. Більше грошей, менше ліків. Хм ...
Що відбувається? Існує багато факторів, але я думаю, що одним із ключових аспектів є те, що наявні в даний час методи перевірки того, чи буде діяти лікарський засіб, чи він ефективний чи безпечний перед переходом до клінічних випробувань на людях, не є доречними. . Я не передбачаю, що буде з людьми. У нас є два таких методи. Клітини людини в чашках Петрі та випробування на тваринах.
Поговоримо про перші, клітини в чашках Петрі. Клітини нормально працюють в нашому тілі. Ми виймаємо їх і вилучаємо з оточення, кладемо в чашки Петрі і чекаємо, що буде. І що відбувається? Не працює. Їм не подобається навколишнє середовище, оскільки воно відрізняється від тіла.
А як щодо випробувань на тваринах? Тестування на тваринах надає нам надзвичайно корисну інформацію. Він вчить нас, що відбувається в складних організмах. Ми дізнаємось більше про біологію. Але найчастіше тваринні моделі не передбачають, що станеться з людиною, коли їх лікують певним препаратом.
Тож нам потрібні кращі методи. Нам потрібні клітини людини, але для забезпечення комфортного середовища поза тілом.
Середовище нашого тіла динамічне. Ми постійно змінюємось. Наші клітини проходять ці процеси. Це в динамічному тілесному середовищі. На них постійно впливають механічні сили. Якщо ми хочемо мати щасливі клітини поза тілом, ми повинні стати архітекторами клітин. Створити та побудувати відповідне середовище для клітин.
В Інституті Вісса я це зробив. Ми називаємо це органом у чіпі. І ось один із них. Прекрасно, чи не так? Але також неймовірно. Ось воно, живе і дихає легеню людини в чіпі.
Я показую вам це зображення не тому, що воно прекрасне, а тому, що воно дає нам багато інформації про те, як працюють комірки в мікросхемі. Це говорить нам, що ці клітини в наших легенях мають таку структуру, як волосся, яке ви очікуєте побачити у своїх легенях. Ці структури називаються війками, і вони насправді рухають слиз в легенях. Так, слиз. Що насправді дуже важливо. Ця слиз затримує частинки, віруси, потенційні алергени, і ці вії видаляють і очищають слиз. Наприклад, коли на них впливає сигаретний дим, вони не працюють і не можуть очистити слиз. І це призводить до таких станів, як бронхіт. Очищення вій та слизу також бере участь у таких захворюваннях, як муковісцидоз. Але тепер, за допомогою цих чіпсів, ми можемо шукати нові методи лікування.
На цьому ми не зупинились. У нас також є кишка в чіпі. Там. Ми поміщаємо клітини кишечника людини в чіп, що імітує кишечник, і вони перебувають у безперервному перистальтичному русі, цей потік потоку через клітини, в якому ми імітуємо багато функцій, які ви очікуєте бачити в кишечнику людини. Тепер ми можемо почати створювати схеми таких станів, як синдром подразненого кишечника, захворювання, яке вражає багатьох людей. Це виснажує, і ефективних методів лікування не так багато.
Зараз у нас є ціла мережа мікросхем для різних органів, з якими ми працюємо в лабораторіях. Справжня сила цієї технології походить від того, що ми можемо їх підключити. Через рідину, що протікає через ці клітини, ми можемо з’єднати кілька мікросхем, щоб утворити віртуальну людину в чіпі. Звучить цікаво. Ми не будемо заново створювати цілу людину в цих чіпах, наша мета - створити достатньо функціональних можливостей, щоб мати можливість передбачити, що відбувається в людському тілі. Ми можемо розпочати вивчення того, що відбувається з аерозольним препаратом. Для тих, хто страждає на астму, як я - коли ви використовуєте інгалятор, ми можемо дослідити, як ліки потрапляє в легені, як потрапляє в організм, як може впливати на серце. Чи це змінює серцебиття? Це токсично? Виводиться печінкою? Або метаболізується печінкою? Чи виводиться він нирками? Ми можемо вивчити динаміку реакції організму на препарат.
Це може здійснити революцію та збільшити потенціал не лише у фармацевтичній промисловості, а й в інших галузях, включаючи косметичну. Ми можемо використовувати імітаційну шкіру на чіпі, яка зараз досліджується в лабораторії, щоб перевірити, чи безпечні інгредієнти продуктів, які ми наносимо на шкіру, без тестування їх на тваринах. Ми могли б перевірити безпеку речовин, яким ми стикаємось щодня в повсякденному середовищі, наприклад побутові засоби для чищення. Ми могли б використовувати мікросхеми як застосування в біотероризмі чи радіаційному впливі. Ми могли б дізнатись більше про інфекції Ебола чи інші смертельні віруси, такі як ГРВІ.
Органи чіпа змінюють спосіб проведення клінічних випробувань у майбутньому. Зараз звичайний учасник клінічного випробування - саме такий: звичайний. Це, як правило, середній вік, жінка. Клінічних випробувань із участю дітей небагато, але вони приймають ліки щодня, для яких єдине дослідження безпеки проводиться на дорослих. Діти не є дорослими. Вони можуть не реагувати як дорослі. Існують також генетичні відмінності в популяціях, що призводить до груп ризику з ризиком розвитку побічних реакцій. Якби ми могли взяти клітини з різних забруднювачів і покласти їх у чіпси, ми створили б популяції в чіпі. Це змінило б спосіб проведення клінічних випробувань. Ось команда і люди, які це роблять. У нас працюють інженери, біологи, клініцисти. Це неймовірно в Інституті Вісса. Це поєднання дисциплін, в яких біологія впливає на те, як ми створюємо, моделюємо, будуємо. Дуже цікаво.
Ми налагоджуємо співпрацю з важливими галузями, на зразок тієї, яку маємо з компанією, що спеціалізується на цифрових масових продуктах. Вони допоможуть нам виготовити мільйони чіпів замість одного чіпа, яким може скористатися якомога більше дослідників. Це ключ до потенціалу цієї технології.
Дозвольте показати вам наші інструменти. Ось один, який наші інженери зараз тестують у лабораторії. Це дасть нам контроль, необхідний для підключення десяти чи більше мікросхем. І він робить щось важливе. Він створює простий у використанні інтерфейс, тому біолог, як я, може взяти чіп і покласти його в картридж, як у цьому прототипі. Картридж вставляється в машину під назвою C.D. і готовий до аналізу. Підключаємось і це працює. Легко.
А тепер давайте уявимо, як би виглядало майбутнє, якби ми взяли стовбурові клітини, щоб покласти їх в чіп, або ваші стовбурові клітини на чіпі. Спеціальний чіп.
Кожен з нас різний, і відмінності означають, що ми дуже по-різному реагуємо, а часом і непередбачувано на наркотики. Кілька років тому у мене був гострий головний біль, від якого я не міг позбутися, і я думав зробити щось інше. Я взяв Адвіла. Через 50 хвилин я їхав до варти з гострим нападом астми. Як бачите, це не було фатальним, але іноді побічні ефекти можуть бути фатальними.
Як їм запобігти? Ми можемо уявити, що одного разу у нас є Джеральдіна на фішці або Даніелла на фішці.