Bir laboratuvarda büyütülen küçük, basitleştirilmiş organlar – organeller olarak bilinir – potansiyel olarak ilaç araştırma ve geliştirmeyi çok daha hızlı bir süreç haline getirebilir.
Bilim adamları, mikroskobik ölçekte birkaç canlı dokudan oluşan bir “çip üzerinde insan vücudu” yaratmayı başardılar.
İnsan vücudunun en gelişmiş laboratuar modeli olarak adlandırılmıştır ve gerçek insanlarda kullanılmadan önce yeni ilaçların geliştirilmesinde paha biçilmez olduğunu kanıtlayabilir.
Küçük organeller – gerçek muadillerinin yaklaşık milyonda biri büyüklüktedir – esasen ilaç geliştirmek ve hastalıklarla savaşmak isteyen araştırmacılar için bir test alanıdır. Bu, laboratuvarda insan vücudu parçalarının çok küçük modellerini yeniden üretme becerisindeki uzun bir dizi ilerlemenin en son adımıdır.
Piyasada kalamayacak kadar toksik olan ilaçların sonuçlarını aslına sadık kalarak yeniden üretmek için birbirine bağlı organellerin benzer modelleri halihazırda kullanılmıştır; yöntem, petri kaplarında kültürlenen hayvanlar veya hücreler üzerinde gerçekleştirilen testlerde bulunmayan sorunları ortaya çıkarabilir.
Yeni büyük sürüm, daha fazla organ modeli sunarak tehlikeli yan etkilere yakalanma şansını artırıyor.
Wake Forest Rejeneratif Tıp Enstitüsü'nden (WFIRM) tıp bilimcisi Thomas Schupe, “İlaç testi için mikroskobik insan organlarının oluşturulması, insan ölçeğinde organlar oluşturma çalışmalarımızın mantıksal bir uzantısıdır” diyor.
“Hücrelerin yaşadığı son derece doğal ortam da dahil olmak üzere, insan seviyesinde geliştirdiğimiz teknolojilerin çoğu, mikroskobik seviyeye sıkıştırıldığında da mükemmel sonuçlar üretti.”
Schupe ve meslektaşları, insan beyni, kalbi, karaciğeri, akciğerleri, damar sistemi ve kolonu içeren minyatür organlar oluşturmak için 'biyoteknoloji araç kutusu' olarak tanımladıkları şeyi kullandılar.
Her organoid, daha sonra küçük organlara dönüşen insan doku hücreleri ve kök hücrelerin küçük bir örneğiyle başladı. Kopyaladıkları gerçek organın birçok işlevini taklit ederler ve kan damarı hücrelerini, bağışıklık hücrelerini ve bağ dokusu fibroblastlarını içerebilirler.
Yarım düzine küçültülmüş organ, basitleştirilmiş bir insan vücudunu temsil etmek için yakın bir yerde bir araya getirilerek, araştırmacıların bazı ilaçlar uygulandığında anatomimizin farklı bölümlerinin kombinasyon halinde nasıl tepki verebileceğini görmelerine olanak sağladı. Bu anlayış paha biçilmez olabilir.
Ohio Eyalet Üniversitesi'nden biyomekanik mühendisi Alex Scardahl, “Orijinal organda bulunan tüm ana hücre tiplerini dahil etmemiz gerektiğini biliyorduk” diyor. “Vücudun toksik bileşiklere verdiği farklı tepkileri simüle etmek için, bu reaksiyonları tetikleyen tüm hücre tiplerini dahil etmemiz gerekiyordu.”
Ekibin geliştirdiği organeller, daha önce 2D doku örnekleri üzerinde yapılan testlere hayat verebilir ve uzmanlara belirli bir ilacın sahip olabileceği etkilerin daha eksiksiz ve gerçekçi bir görünümünü verebilir.
Preklinik denemelerden piyasaya giren 5.000 ilaçtan yalnızca 1'i ile ilaç geliştirme süreci, etkinliği ve güvenliği artırmak için büyük bir potansiyele sahiptir.
Gerçekçi organoid bazlı insan simülasyonları geliştirilirse, yeni ilaçları daha hızlı, daha az maliyetli ve çok fazla (veya hiç) hayvan testine ihtiyaç duymadan alabilirdik.
WFIRM'den ürolog Anthony Atala, “İnsan doku sisteminin en önemli yeteneği, bir ilacın gelişiminin çok erken bir aşamasında insanlar için toksik olup olmadığını belirleme yeteneği ve kişiselleştirilmiş tıpta potansiyel kullanımıdır” diyor.
“Geliştirmenin veya tedavinin ilk aşamalarında sorunlu ilaçlardan kaçınmak, kelimenin tam anlamıyla milyarlarca doları kurtarabilir ve potansiyel olarak hayat kurtarabilir.”
Çalışma Biofabrication'da yayınlandı.
