Ia telah diakui secara meluas bahawa model haiwan untuk menguji dadah dan rawatan perubatan lain mempunyai beberapa kelemahan serius. Dalam sesetengah kes, kaedah ini tidak beretika dan kejam. Selain itu, kajian-kajian ini tidak selalu dapat meramalkan fisiologi manusia dengan tepat. Banyak kajian ini datang dengan kos yang banyak, yang bermaksud beberapa ubat mungkin tidak pernah membuatnya pada tahap ujian.
Para penyelidik di seluruh dunia telah berusaha untuk membangunkan organ-organ manusia kecil yang berpotensi menggantikan ujian haiwan dan mempercepat percubaan dadah. Eksperimen mereka menunjukkan bahawa teknologi baru muncul ini sering dapat meramalkan tindak balas terhadap ubat dan penyakit tanpa menggunakan subjek yang hidup. Industri farmaseutikal menyatakan minat terhadap teknologi kesihatan baru ini, yang membantu memacu inovasinya.
Organ-On-A-Chip untuk Ujian Dadah
Sebuah organ-on-a-chip adalah sebuah peranti yang dicipta menggunakan kaedah pembuatan microchip. Ia mengandungi ruang-ruang yang sentiasa diperkaya dengan sel-sel manusia yang hidup. Saiz tongkat memori komputer kecil, peranti ini menyerupai biologi dan fungsi organ-organ sebenar dan merupakan peningkatan pada sistem yang sedia ada yang digunakan hari ini (seperti sel hidup yang ditanam dalam hidangan petri).
Para saintis telah membangunkan organ-organ yang berbeza-belah: paru-paru, jantung, usus, dan hati.
Contohnya, paru-paru, mengandungi sel paru-paru dan kapilari dengan satu sisi terdedah kepada medium seperti darah dan yang lain ke udara. Ini memberikan para saintis dengan wawasan tentang paru-paru di mana pertukaran gas berlaku. Ini adalah kawasan di mana masalah pulmonari seperti jangkitan dan kanser sering berlaku.
Cakera paru-paru adalah fleksibel, jadi ia membentang dan kontrak seperti paru-paru manusia - mereplikasi fungsi organ hidup.
Teknologi Organs-on-chip berasal dari makmal Institut Wyss untuk Kejuruteraan Biologi di Harvard University. Sesetengah syarikat komersial kini mengeluarkan cip yang meniru organ berpenyakit juga. Yang lain menumpukan pada cara ubat - kedua-duanya sudah diluluskan dan baru dibangunkan - berkelakuan dalam peranti ini berbanding dengan tubuh manusia. Sebagai syarikat farmaseutikal bersetuju bahawa melabur dalam teknologi cip adalah usaha yang layak, pelaburan selanjutnya dan penambahan selanjutnya akan menjadikan organ-on-chip lebih berguna pada masa akan datang.
Tahun lepas, Emulate, Inc. mengumumkan kerjasama penyelidikan dengan Johnson & Johnson dan Wyss Institute untuk menilai platform thrombosis-on-a-cip mereka yang berpotensi digunakan untuk menguji dadah yang diketahui menyebabkan pembekuan darah. Model cip berbeza faktor yang dapat menyumbang kepada perkembangan bekuan darah. Sekiranya berjaya, teknologi ini boleh digunakan dalam ujian ubat klinikal untuk meminimumkan risiko yang disebabkan oleh beberapa ubat-ubatan - seperti terapeutik dan ubat onkologi - diketahui akibat kesan sampingan berkaitan dengan pembekuan darah.
Kemajuan terkini dalam organ-organ asas yang tumbuh dari sel stem juga boleh menyokong teknologi organ-on-a-cip. Eksperimen menunjukkan bahawa sel stem manusia boleh diprogramkan untuk menghasilkan pelbagai jenis tisu. Walaupun ia akan mengambil sedikit masa sebelum teknik ini dapat digunakan untuk mengembangkan organ-organ yang disesuaikan untuk pesakit pemindahan, ia sudah boleh digunakan untuk mengembangkan tisu manusia untuk model organ-on-a-cip.
Akankah Terdapat Segala Manusia-Pada-A-Chip?
Para saintis di Institut Wyss kini sedang mengusahakan projek yang bercita-cita tinggi: Mereka mencari menghubungkan organ-organ yang berbeza-beza untuk mencipta replika seluruh tubuh manusia.
Ini boleh membantu ujian dadah dengan cara yang tidak dapat ditandingi. Pelbagai "subjek" dalam vitro boleh diuji dan dianalisis untuk tindak balas mereka terhadap ubat tertentu dalam masa yang singkat.
Homo chippiens , sebagai model yang digelar humorously, juga telah diterokai oleh Agensi Perlindungan Alam Sekitar Amerika Syarikat sebagai model alternatif untuk mengkaji kesan toksin alam sekitar, seperti kesan dioksin dan Bisphenol A (BPA) pada hati manusia.
Pada masa ini, hampir semua ubat baru masih perlu menjalani percubaan klinikal yang panjang serta diuji pada manusia terlebih dahulu sebelum ia mencapai pasaran. Perkembangan organ manusia kecil mungkin membuat proses pembangunan lebih pendek dengan melangkau sebahagian daripada protokol percubaan dadah baru. Sesetengah pakar, bagaimanapun, memberi amaran bahawa cip tidak dapat menangkap kerumitan penuh organ manusia dan bahawa teknologi ini mempunyai batasan yang perlu ditangani sebelum ia menjadi berguna sebagai alternatif yang benar kepada organ-organ sebenar.