La tecnologia di organi su un chip sta cambiando la ricerca medica
I ricercatori di tutto il mondo hanno lavorato allo sviluppo di organi umani in miniatura che potrebbero potenzialmente sostituire i test sugli animali e accelerare le sperimentazioni sui farmaci. I loro esperimenti dimostrano che questa nascente tecnologia nascente può spesso predire la risposta del corpo a farmaci e malattie senza l'uso di soggetti viventi. L'industria farmaceutica sta manifestando interesse per questa innovativa tecnologia per la salute, che sta contribuendo ad alimentare la sua innovazione.
Organ-On-A-Chip per test di droga
Un organo-su-un-chip è un dispositivo creato utilizzando metodi di produzione di microchip. Contiene camere continuamente perfuse rivestite da cellule umane viventi. La dimensione di una piccola memoria del computer, questo dispositivo imita la biologia e le funzioni di organi reali ed è un aggiornamento sui sistemi esistenti in uso oggi (come le cellule viventi cresciute in una capsula di Petri).Gli scienziati hanno già sviluppato diversi organi su chip: il polmone, il cuore, l'intestino e il fegato. Lung-on-a-chip, per esempio, contiene sia cellule polmonari che capillari con un lato esposto a un mezzo sanguigno e l'altro all'aria. Ciò fornisce agli scienziati informazioni sulla parte del polmone in cui avviene lo scambio di gas. Questa è l'area in cui si verificano spesso problemi polmonari come infezioni e cancro. Lung-on-a-chip è flessibile, quindi si estende e si contrae molto come un polmone umano, replicando la funzione dell'organo vivente.
La tecnologia Organs-on-chips proviene dai laboratori del Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering della Harvard University. Alcune società commerciali ora producono chip che replicano anche un organo malato. Altri si stanno concentrando sul modo in cui i farmaci, sia già approvati che recentemente sviluppati, si comportano in questi dispositivi rispetto al corpo umano. Dal momento che le aziende farmaceutiche concordano sul fatto che investire nella tecnologia dei chip è una degna ricerca, ulteriori investimenti e successivi perfezionamenti renderanno gli organi su chip ancora più utili in futuro.
L'anno scorso, Emulate, Inc. ha annunciato una collaborazione di ricerca con Johnson & Johnson e il Wyss Institute per valutare la loro piattaforma trombotica su chip che potrebbe essere utilizzata per testare farmaci noti per causare coaguli di sangue. Il chip modella diversi fattori che potrebbero contribuire allo sviluppo di un coagulo di sangue. In caso di successo, questa tecnologia potrebbe essere utilizzata nelle sperimentazioni cliniche di farmaci per minimizzare il rischio causato da alcuni farmaci - come immunoterapia e farmaci oncologici - noti per i possibili effetti collaterali legati alla coagulazione del sangue.
I recenti progressi nella crescita di organi rudimentali da cellule staminali potrebbero anche supportare la tecnologia organo-su-un-chip. Gli esperimenti mostrano che le cellule staminali umane possono essere programmate per produrre diversi tipi di tessuto. Mentre ci vorrà un po 'di tempo prima che questa tecnica possa essere utilizzata per far crescere organi personalizzati per i pazienti trapiantati, può già essere applicata alla crescita del tessuto umano per i modelli organo-su-un-chip.
Ci sarà presto Human-On-A-Chip?
Gli scienziati del Wyss Institute stanno lavorando a un progetto ambizioso: stanno cercando di collegare diversi organi su chip per creare una replica dell'intero corpo umano. Questo potrebbe aiutare le sperimentazioni farmacologiche in modo ineguagliabile. Più "soggetti" in vitro potrebbero essere testati e analizzati per la loro risposta a un determinato farmaco in un breve periodo di tempo.Homo chippiens, siccome il modello è stato soprannominato umoristicamente, è stato anche esplorato dall'Agenzia per la Protezione Ambientale degli Stati Uniti come un modello alternativo per studiare gli effetti delle tossine ambientali, come gli effetti della diossina e del bisfenolo A (BPA) sul fegato umano.
Al momento, quasi tutti i nuovi farmaci devono ancora sottoporsi a una lunga sperimentazione clinica e devono essere testati sugli esseri umani prima che colpiscano il mercato. Lo sviluppo di organi umani in miniatura potrebbe rendere più breve il processo di sviluppo saltando una parte del protocollo di prova di un nuovo farmaco. Alcuni esperti, tuttavia, avvertono che i chip non possono catturare la completa complessità di un organo umano e che questa tecnologia ha dei limiti che dovranno essere affrontati prima che diventino utili come vere alternative agli organi reali.
