Các cơ quan nhỏ, đơn giản hóa được nuôi trong phòng thí nghiệm – được gọi là bào quan – có khả năng làm cho quá trình nghiên cứu và phát triển thuốc trở nên nhanh hơn nhiều.
Các nhà khoa học đã cố gắng tạo ra một 'cơ thể con người trên một con chip', bao gồm một số mô sống ở quy mô siêu nhỏ.
Nó đã được gọi là mô hình phòng thí nghiệm tiên tiến nhất của cơ thể con người, và nó có thể chứng minh là vô giá trong việc phát triển các loại thuốc mới trước khi chúng được sử dụng trên người thật.
Các bào quan nhỏ bé – có kích thước bằng một phần triệu so với các bào quan thực của chúng – về cơ bản là nơi thử nghiệm cho các nhà nghiên cứu đang tìm cách phát triển thuốc và chống lại bệnh tật. Đây là bước tiến mới nhất trong một chuỗi dài những tiến bộ về khả năng tái tạo các mô hình nhỏ của các bộ phận cơ thể người trong phòng thí nghiệm.
Các mô hình tương tự của các bào quan liên kết với nhau đã được sử dụng để tái tạo trung thực kết quả đối với các loại thuốc quá độc hại để lưu hành trên thị trường; phương pháp này có thể tiết lộ các vấn đề không được tìm thấy trong các thử nghiệm thực hiện trên động vật hoặc tế bào được nuôi cấy trong đĩa petri.
Phiên bản mới lớn hơn giới thiệu nhiều mẫu đàn organ hơn, tăng khả năng mắc các tác dụng phụ nguy hiểm.
Nhà khoa học y khoa Thomas Schupe thuộc Viện Y học Tái sinh Wake Forest (WFIRM) cho biết: “Việc tạo ra các cơ quan siêu nhỏ của con người để thử nghiệm thuốc là một phần mở rộng hợp lý trong công việc của chúng tôi nhằm tạo ra các cơ quan quy mô người.
“Nhiều công nghệ tương tự mà chúng tôi đã phát triển ở cấp độ con người, bao gồm cả môi trường tự nhiên mà tế bào sống, cũng tạo ra kết quả tuyệt vời khi được nén ở mức độ vi mô.”
Schupe và các đồng nghiệp của ông đã sử dụng thứ mà họ mô tả là 'hộp công cụ công nghệ sinh học' để tạo ra các cơ quan thu nhỏ bao gồm não người, tim, gan, phổi, hệ mạch và ruột kết.
Mỗi organoid bắt đầu với một mẫu tế bào mô người và tế bào gốc rất nhỏ, sau đó chúng phát triển thành các cơ quan nhỏ. Chúng bắt chước nhiều chức năng của cơ quan thực mà chúng sao chép, và có thể bao gồm các tế bào mạch máu, tế bào miễn dịch và nguyên bào sợi mô liên kết.
Nửa tá cơ quan bị teo lại được tập hợp lại gần nhau để đại diện cho một cơ thể con người đơn giản hóa, cho phép các nhà nghiên cứu xem các bộ phận khác nhau trong giải phẫu của chúng ta có thể phản ứng kết hợp như thế nào khi một số loại thuốc nhất định được áp dụng. Cái nhìn sâu sắc này có thể là vô giá.
Kỹ sư cơ sinh Alex Scardahl của Đại học Bang Ohio cho biết: “Chúng tôi biết rằng chúng tôi cần phải bao gồm tất cả các loại tế bào chính có trong cơ quan ban đầu. “Để mô phỏng các phản ứng khác nhau của cơ thể đối với các hợp chất độc hại, chúng tôi cần đưa vào tất cả các loại tế bào kích hoạt các phản ứng đó.”
Các bào quan mà nhóm đã phát triển có thể mang lại sự sống cho các xét nghiệm được thực hiện trước đó trên các mẫu mô 2D, giúp các chuyên gia có cái nhìn thực tế và đầy đủ hơn về tác dụng mà một loại thuốc cụ thể có thể có.
Với việc chỉ có 1 trong số 5.000 thuốc gia nhập thị trường trong số các thử nghiệm tiền lâm sàng được đưa vào thị trường, quá trình phát triển thuốc có tiềm năng lớn để cải thiện hiệu quả và độ an toàn.
Chúng ta có thể có được các loại thuốc mới nhanh hơn, ít tốn kém hơn và không cần nhiều (hoặc bất kỳ) thử nghiệm trên động vật nếu các mô phỏng thực tế dựa trên organoid trên người được phát triển.
Nhà tiết niệu Anthony Atala của WFIRM cho biết: “Khả năng quan trọng nhất của hệ thống mô người là khả năng xác định xem một loại thuốc có độc đối với con người ở giai đoạn phát triển rất sớm hay không và khả năng sử dụng nó trong y học cá nhân hóa.
“Tránh các loại thuốc có vấn đề trong giai đoạn đầu của quá trình phát triển hoặc điều trị có thể tiết kiệm hàng tỷ đô la và có khả năng cứu sống.”
Nghiên cứu được công bố trên tạp chí Bioflationation.
