Chipping Away tại bệnh và thử nghiệm ma túy

Giải Trí/Cuộc Sống

Một thiết bị mới cho phép các nhà nghiên cứu nghiên cứu cách các loại thuốc tương tác với cơ thể bằng cách đặt một hệ thống các cơ quan thu nhỏ trên một con chip duy nhất

Đưa một loại thuốc mới vào thị trường mất khoảng một thập kỷ và đòi hỏi phải thử nghiệm tốn kém và gian khổ đối với con người và động vật. Nhưng một công nghệ mới được phát triển tại Viện Công nghệ Massachusetts nhằm mục đích cắt giảm thời gian đó một nửa và có thể thay thế hoàn toàn việc kiểm tra động vật. Thiết bị này, gần bằng kích thước của một bìa mềm, được đặt biệt danh là “cơ thể trên một con chip” và được thiết kế để cho các nhà khoa học biết một loại thuốc ảnh hưởng đến các cơ quan và cơ thể như thế nào. Bề mặt của thiết bị chứa các bình chứa nông, trong đó các nhà khoa học gửi tiền từ các cấu trúc mô 3-D từ trước đến 12 bộ phận của con người. Với sự giúp đỡ trước từ giàn giáo vi mô, các tế bào đã tự sắp xếp thành một thứ tương tự như cấu trúc tự nhiên của chúng.

Một loạt các máy bơm đẩy chất lỏng qua hệ thống, mô phỏng một số tính năng của lưu lượng máu. Thêm thuốc cho phép các nhà khoa học hiểu tác dụng của chúng.

Thuốc đã được thử nghiệm trên các tế bào nuôi cấy của các cơ quan riêng lẻ trong một thời gian. Sự đóng góp của nhóm nghiên cứu MIT do Linda Griffith lãnh đạo là một thiết bị chứa nhiều nội tạng hơn - và các cơ quan lớn hơn trước đây. "Chúng tôi có một số máy bơm kick-ass thực sự cho phép các hệ thống lớn hơn", Griffith, người thích thuật ngữ “physiome trên một con chip.” Các cơ quan đứng lớn hơn dẫn đến kết quả xét nghiệm đáng tin cậy hơn và nhiều cơ quan hơn cho phép các nhà nghiên cứu nghiên cứu phản ứng và tương tác giữa các cơ quan thu nhỏ trên chip. Một loại thuốc được hấp thụ một cách an toàn bởi ruột nuôi cấy có thể được chiếu sáng màu xanh cho các thử nghiệm ở người mặc dù có tác dụng bất lợi trên gan. Đó là loại thuốc tương tự, được thử nghiệm trên thiết bị của Griffith, có thể được gắn cờ và gửi lại để tinh tế hơn nữa.

Thiết bị của Griffith là kết quả của một năm năm, hàng triệu đô la tài trợ từ Cơ quan dự án nghiên cứu tiên tiến quốc phòng, theo Griffith, mong muốn phát triển một công cụ thúc đẩy phát triển thuốc. Việc xây dựng các chiến lược chống lại đại dịch trong tương lai rơi vào tầm nhìn của Darpa, và công nghệ của Griffith có thể chứng minh là rất quan trọng để nhanh chóng phát hành các văcxin mới.

Cơ thể trên một con chip cũng có thể được sử dụng để nghiên cứu các khối u di căn - thường gây tử vong trước khi chúng có thể được nghiên cứu - và bệnh tiểu đường loại 2, ảnh hưởng đến một số cơ quan cùng một lúc.

Tất nhiên, cơ thể con người quá phức tạp để được thể hiện hoàn toàn trên một thiết bị có kích thước của một cuốn tiểu thuyết, và con chip của Griffith thiếu các hệ thống có thể tiết lộ thông tin quan trọng về cách con người và động vật phản ứng với thuốc. Bởi vì các cơ quan trên một con chip thiếu một hệ thống miễn dịch đầy đủ, các tế bào nuôi cấy thường được dùng kháng sinh để giữ cho chúng sống. Mục tiêu bầu trời xanh của Griffith? Một con chip có hệ miễn dịch của riêng nó.

Bài kiểm tra ma túy dựa trên Chip của con người Linda Griffith của MIT giải thích sự đổi mới của cô

1. Xác định vấn đề “Bước đầu tiên là khái niệm hóa các hiện tượng sinh học. Đây là khi chúng tôi xác định các cơ chế bệnh tật có thể, vì vậy chúng tôi có thể xác định các cơ quan và hệ thống tế bào quan trọng nhất để đại diện cho quá trình bệnh. ”

2. Xây dựng hệ thống “Tiếp theo chúng tôi xây dựng các MPS riêng lẻ, viết tắt của các hệ vi sinh lý, vì chúng ta không có toàn bộ cơ quan, chỉ là một phần. Ở giai đoạn này, chúng tôi xác định nguồn tế bào của chúng ta: một xác chết, tế bào gốc hoặc các tế bào có nguồn gốc từ bệnh nhân. Sau đó, chúng tôi kết hợp chúng với một giàn giáo khiến chúng tạo thành một cấu trúc tissuelike. ”

3. Đặt mọi thứ trên nền tảng “Khi chúng tôi có các hệ thống vi sinh lý trên giàn giáo, chúng tôi để cho chúng trưởng thành và sau đó di chuyển chúng lên bục giảng. Đây là nơi họ có thể giao tiếp với nhau. ”

4. Liều thuốc hoặc giới thiệu sự xáo trộn “Bây giờ chúng tôi giới thiệu thuốc vào đúng khu vực. Nếu chúng ta liều nó vào ruột trên cốc, nó mô phỏng quá trình uống. Nếu chúng ta thêm nó vào lưu thông trung tâm, nó giống như đặt một IV vào cơ thể. ”

5. Phân tích mẫu “Vào thời điểm mong muốn, chúng tôi lấy mẫu từ các MPS để xem thuốc có thể thay đổi như thế nào và môi trường nó có thể phản ứng với loại thuốc đó như thế nào.”

6. Yêu cầu máy tính “Khi chúng tôi có dữ liệu đó, chúng tôi sử dụng một mô hình toán học để dịch nó thành một hệ thống của con người. Có, tất nhiên, nhiều hơn nữa xảy ra trong một hệ thống của con người hơn là trên một con chip. Nhưng mô hình của chúng tôi giúp giải thích những thứ có trong cơ thể mà hệ thống của chúng ta bị thiếu. ”

Có thể bạn quan tâm