Когда фармацевтической компании нужно выяснить, как новый лекарственный препарат влияет на физиологию человека, список вариантов не так велик. Чаще всего испытываются медикаменты на лабораторных мышах, которых вряд ли можно назвать «идеальным аналогом человека». И что же делать в этом случае? У исследователей из Массачусетского технологического института есть решение: «тело на чипе» — искусственная имитация человеческого организма, представляющая собой систему, внутри которой между собой связаны 10 человеческих органов, роль которых исполняют миллионы живых клеток.
Действительно, любой учёный прекрасно понимает, что испытания медикаментов на лабораторных мышах сильно ограничивает эксперимент и не всегда приводит к получению точных результатов. На сегодняшний день существует несколько платформ, которые называются «органы на чипе» (исследователи также часто называют их «микрофизиологическими системами»). И хотя они полезны в исследованиях, органы в них не изолированы друг от друга, что делает систему не столь идеальной в плане экспериментов. По сути, ранее ткани всех органов сваливались в одну кучу, что мешало видеть полную картину происходящего.
Фармацевтам же необходимы более точные результаты исследований. К примеру, испытывая лекарство на клетках печени, им нужно объяснить влияние определённых побочных продуктов, которые затем поступают в почки. А что, если производные, возникающие в организме в печени, негативно отразятся на работе каких-либо других органов, не связанных с печенью напрямую? Именно для того, чтобы повысить точность испытаний лекарств, сотрудники MIT и решили разработать более сложную платформу, внутри которой учёные смогут размещать до 10 тканей различных человеческих органов, разделённых между собой, что позволит регулировать потоки различных веществ и медикаментов между ними в реальном времени.
Разработчики новой платформы назвали её «тело на чипе» по аналогии с компьютерным термином «система на чипе», которым обозначаются процессоры, включающие в себя не только CPU, но и графический ускоритель, а также прочие вспомогательные системы. Пресс-релиз был опубликован в журнале Science Advance. Платформа позволяет живым тканям человеческого организма существовать in vitro на протяжение нескольких недель, при этом оставаясь в стабильном состоянии. Исследователи в любой момент хода эксперимента смогут взять образцы тканей, чтобы исследовать их более детально.
«Преимущество нашей платформы заключается в том, что мы можем масштабировать её вверх или вниз, внося в неё новые конфигурации. Я считаю, что «тело на чипе» позволит получать исследователям гораздо больше полезной информации в ходе испытаний препаратов, а со временем она станет куда более дешевле, чем в данный момент, что облегчит её распространение», — рассуждает автор проекта Линда Гриффит.
На сегодняшний день новая платформа уже была испытана на таких органах и тканях, как печень, мозг, сердце, поджелудочная железа, лёгкие, почки, клетки кишечника, клетки матки, кожи и скелетных мышц. Система позволяет ввести препарат в отдел кишечника и отследить его воздействия на остальные органы и клетки тела. Платформа позволяет исследователям значительно ускорить испытания новых препаратов и увеличить точность результатов исследования, максимально приблизив симуляцию к тому, как устроено тело реального человека.