Kanadští vědci z McMasteru tvoří lidské orgány na čipu: Urychlí objevování léků a sníží testování na zvířatech

Vědci z McMasterovy univerzity v Kanadě vyvinuli novou technologii „orgán na čipu“, která má za cíl zásadně urychlit objevování léků a nabídnout etičtější alternativu k testování na zvířatech. Tuto technologii vede Boyang Zhang, docent chemického inženýrství, a jeho tým.

Vědci z McMasterovy univerzity v Kanadě vyvinuli novou technologii „orgán na čipu“, která má za cíl zásadně urychlit objevování léků a nabídnout etičtější alternativu k testování na zvířatech. Tuto technologii vede Boyang Zhang, docent chemického inženýrství, a jeho tým. Jejich cílem je vytvořit in vitro modely lidských tkání pro preklinické testování, což by mohlo zkrátit dobu vývoje léků a zvýšit přesnost předpovědí úspěšnosti. Před zahájením klinických studií tak lze získat cenné poznatky o interakcích léků v lidské tkáni.

Technologie spočívá ve vytváření tkáňových modelů, které simulují části lidského těla. Tyto modely jsou konstruovány z reálných lidských buněk získaných od pacientů, zdravých dárců nebo odvozených z kmenových buněk. Startup OrganoBiotech, založený Zhangem a sídlící v McMaster Innovation Park, již modeloval různé lidské tkáně, včetně krevních cév, plicních dýchacích cest a plicních sklípků, ledvinových a střevních tkání, a dokonce i placenty. Model placenty na čipu je obzvláště významný, neboť umožňuje bezpečné studium průchodu léků placentární bariérou během těhotenství a poskytuje vhled do stavů, jako je preeklampsie, což bylo dříve velmi obtížné.

OrganoBiotech se odlišuje od jiných poskytovatelů technologií orgánů na čipu inovativní metodou 3D tisku, která umožňuje masovou výrobu tkáňových modelů. Tyto modely jsou umístěny na speciálních destičkách schopných simulovat průtok krve, což je klíčové pro realistické testování. Hlavní výhodou je, že systémy využívající lidské buňky v kontrolovaném mikroprostředí dokáží zachytit specifické reakce lidských tkání, které jsou v živočišných modelech často obtížně reprodukovatelné. Historicky se výzkum léků spoléhal na zvířecí modely, ale úspěch u zvířat se jen zřídka přenáší na lidi. Technologie orgánů na čipu tak doplňuje stávající výzkum na zvířatech a poskytuje vědcům odlišné a cenné informace.

Efektivita a škálovatelnost jsou hlavními přednostmi této technologie. Na jedné destičce lze zkoumat až 128 vzorků, což umožňuje testovat různé léky v různých dávkách a za různých experimentálních podmínek současně. Platforma je navržena tak, aby byla kompatibilní s robotickým dávkováním kapalin a dalšími automatizovanými systémy, což dále zvyšuje efektivitu a propustnost. Díky automatizaci mohou vědci generovat obrovské množství dat, která lze následně využít s umělou inteligencí (AI) a strojovým učením k řízení vývoje nových léků. Tým již dříve ukázal, že strojové učení lze použít pro přesnou analýzu obrazu tkáňových vzorků, což je proces, který by ručně trval dlouho, ale automatizace jej výrazně zrychluje. Tyto rostoucí datové sady se nyní používají k trénování modelů AI, které mají pomoci lépe předpovídat, zda bude lék pravděpodobně úspěšný či nikoli.