Μινιατούρες των ανθρώπινων οργάνων για τη δοκιμή φαρμάκων

Μικροσυσκευές που μιμούνται τη δομή και τη λειτουργία των ανθρώπινων οργάνων κατασκευάζουν αμερικανοί επιστήμονες από το Ινστιτούτο Wyss του πανεπιστημίου Harvard. Σύμφωνα με τους ερευνητές, οι μικροσυσκευές αυτές θα φέρουν την επανάσταση στην ανακάλυψη νέων θεραπειών, αφού σε αυτές θα μπορούν να δοκιμάζονται γρήγορα και φτηνά νέες υποψήφιες φαρμακευτικές ουσίες, για να ελέγχεται ο τρόπος που δρουν αυτές οι ουσίες αλλά και το αν προκαλούν παρενέργειες.

Μέχρι σήμερα, τέτοιες δοκιμές γίνονται σε πειραματόζωα, με συνέπεια οι φαρμακευτικές εταιρείες να ξοδεύουν δισεκατομμύρια δολάρια για να τις πραγματοποιήσουν. Το χειρότερο όμως είναι, επειδή κανένας ζωικός οργανισμός δεν μοιάζει απόλυτα με τον άνθρωπο, συχνά τα θετικά αποτελέσματα στα πειραματόζωα δεν επιβεβαιώνονται από τις δοκιμές σε πραγματικούς ασθενείς.

Το πιο πρόσφατο παράδειγμα τέτοιας μικροσυσκευής είναι ένα τσιπ που αντιγράφει τη συμπεριφορά του εντέρου. Οι επιστήμονες ολοκλήρωσαν την ανάπτυξη του τσιπ την περασμένη εβδομάδα και, όπως ανακοίνωσαν στην ιστοσελίδα του Ινστιτούτου, πλέον το τσιπ αντιγράφει απόλυτα τη φυσιολογία του πραγματικού οργάνου – φιλοξενώντας ακόμη και ζωντανά μικρόβια, όπως συμβαίνει στο ανθρώπινο έντερο.

Η συσκευή έχει μέγεθος όσο ένα USB στικ και είναι κατασκευασμένη από ειδικό πολυμερές υλικό. Στο εσωτερικό της υπάρχουν αρκετές κοιλότητες που φιλοξενούν σε μικρές ποσότητες τα ίδια είδη ανθρώπινων κυττάρων με το πραγματικό έντερο. Χάρις στη σχεδίασή της, οι διαφορετικοί ιστοί μπορούν να αλληλεπιδρούν μεταξύ τους, ενώ οι επιστήμονες κατάφεραν να καλλιεργήσουν αποικίες από μικρόβια που υπάρχουν και στο έντερο του ανθρώπου. Έτσι, το τσιπ είναι έτοιμο όχι μόνο για να δοκιμαστούν νέα φάρμακα, αλλά και για να μπορέσουν οι επιστήμονες να καταλάβουν καλύτερα τους μηχανισμούς που κρύβονται πίσω από διάφορες ασθένειες.

Εκτός από τη μικρογραφία του εντέρου, οι επιστήμονες του Ινστιτούτου έχουν ήδη κατασκευάσει ένα αντίγραφο του πνεύμονα, μία μικροσυσκευή που μεταβολίζει το οξυγόνο όπως και τα πνευμόνια του ανθρώπου. Με μέγεθος όσο μία γομολάστιχα, ένα σημαντικό πλεονέκτημα του τσιπ είναι πως είναι διαφανές, με συνέπεια οι επιστήμονες να μπορούν να παρακολουθήσουν πολύ εύκολα πώς λειτουργεί. Έτσι, εκτός από τη δοκιμή νέων φαρμάκων, το τσιπ θα χρησιμοποιηθεί για να μελετηθεί ο τρόπος που αναπτύσσονται οι πνευμονικές λοιμώξεις, αλλά και η επίδραση της ατμοσφαιρικής ρύπανσης στους κατοίκους των πόλεων.

Τον Σεπτέμβριο του 2011, το Wyss ξεκίνησε ένα τετραετές πρότζεκτ που χρηματοδοτείται από την Υπηρεσία Προηγμένων Ερευνητικών Προγραμμάτων Aμυνας (Darpa) των ΗΠΑ, για να αναπτύξει ένα λειτουργικό ομοίωμα της ανθρώπινης σπλήνας. Ο στόχος είναι να βρεθεί ένας αποτελεσματικός τρόπος αντιμετώπισης της σήψης, δηλαδή της γενικευμένης μόλυνσης του ανθρώπινου οργανισμού από κάποιο μικρόβιο, που μπορεί να προκαλέσει μέχρι και θάνατο.