Recoñécese ampliamente que os modelos animais para probar drogas e outros tratamentos médicos teñen varios defectos graves. Nalgúns casos, estes métodos non son éticos e crueis. Ademais, estes estudos non sempre son capaces de predecir con precisión a fisioloxía humana. Moitos destes estudos proveñen de custos extensivos, o que significa que algúns fármacos non poderían chegar á fase de probas.
Os investigadores de todo o mundo traballaron no desenvolvemento de órganos humanos en miniatura que podían substituír probas en animais e acelerar os ensaios de drogas. Os seus experimentos demostran que esta tecnoloxía naciente emerxente a miúdo pode predecir a resposta do corpo a drogas e enfermidades sen usar as persoas vivas. A industria farmacéutica está expresando o interese por esta nova tecnoloxía sanitaria, que axuda a impulsar a súa innovación.
Organ-On-A-Chip para a proba de drogas
Un organo en un chip é un dispositivo creado usando métodos de fabricación de microchip. Contén cámaras continuamente perfundas forradas por células humanas vivas. O tamaño dunha pequena memoria de ordenador, este dispositivo imita a bioloxía e as funcións dos órganos reais e é unha actualización dos sistemas existentes en uso hoxe (como as células vivas cultivadas nun prato Petri).
Os científicos xa desenvolveron diferentes órganos en chip: pulmón, corazón, intestino e fígado.
O pulmón sobre un chip, por exemplo, contén células pulmonares e capilares cun lado exposto a un medio similar ao sangue e outro ao aire. Isto proporciona aos científicos unha visión da parte do pulmón onde se produce o cambio de gas. Esta é a zona onde se producen problemas pulmonares, como infeccións e cancro.
O pulmón nun chip é flexible, polo que se estira e contrae de forma similar a un pulmón humano, replicando a función do órgano vivo.
A tecnoloxía Organs-on-chips orixínase nos laboratorios do Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering da Universidade de Harvard. Algunhas empresas comerciais agora están fabricando chips que replican tamén un órgano enfermo. Outros se están concentrando na forma en que as drogas, xa aprobadas e recentemente desenvolvidas, se comportan nestes dispositivos en comparación co corpo humano. Como as compañías farmacéuticas coinciden en que a investir en tecnoloxía de chip é unha procura digna, o investimento e os refinamientos posteriores farán que os órganos en chip sexan aínda máis útiles no futuro.
O ano pasado, Emulate, Inc. anunciou unha colaboración de investigación con Johnson & Johnson e Wyss Institute para avaliar a súa plataforma trombosis nunha chip que podería ser utilizada para probar medicamentos que son coñecidos por causar coágulos de sangue. O chip presenta diferentes factores que poden contribuír ao desenvolvemento dun coágulo sanguíneo. Se foi exitoso, esta tecnoloxía podería ser utilizada nos ensaios de drogas clínicas para minimizar o risco causado por algúns fármacos, como inmuno-terapéutica e medicamentos de oncoloxía, coñecidos por posibles efectos colaterais relacionados coa coagulación sanguínea.
Os avances recentes no crecemento de órganos rudimentarios a partir de células nai tamén poderían soportar a tecnoloxía organo-a-chip. Os experimentos mostran que as células nai humanas poden ser programadas para producir diferentes tipos de tecidos. Aínda que levará algún tempo antes de que esta técnica poida ser utilizada para cultivar órganos personalizados para pacientes con trasplante, xa pode aplicarse para o cultivo de tecido humano para os modelos de organos de un chip.
¿Haberá algún tempo en ser humano-en-un-chip?
Os científicos do Instituto Wyss están traballando agora nun ambicioso proxecto: están a buscar vincular diferentes órganos para facer unha réplica de todo o corpo humano.
Isto podería axudar aos ensaios de drogas dun xeito sen precedentes. Múltiples "suxeitos in vitro" poderían ser probados e analizados pola súa resposta a un determinado medicamento nun curto período de tempo.
Homo chippiens , como o modelo foi dobrado con humor, tamén foi explorado pola Axencia de Protección Ambiental de EE. UU. Como modelo alternativo para estudar os efectos das toxinas ambientais, como os efectos dioxinas e Bisfenol A (BPA) que teñen no fígado humano.
Polo momento, case todas as novas drogas aínda teñen que someterse a un longo ensaio clínico, así como ser probado en humanos antes de chegar ao mercado. O desenvolvemento de órganos humanos en miniatura pode facer que o proceso de desenvolvemento sexa máis curto saltando unha porción do protocolo de proba dunha nova droga. Algúns expertos advirten, porén, que os chips non poden capturar a complexidade completa dun órgano humano e que esta tecnoloxía ten limitacións que deben ser tratadas antes de que se poidan utilizar como verdadeiras alternativas aos órganos reais.