開放式微流控系統(tǒng):同時(shí)研究多個(gè)器官系統(tǒng)上的藥物效應(yīng)
麻省理工學(xué)院的研究人員開發(fā)了一種先進(jìn)的微流控系統(tǒng),其中包含多達(dá)10個(gè)器官的組織。該裝置允許科學(xué)家同時(shí)測試候選藥物對多器官系統(tǒng)的影響。以這種方式篩選候選藥物減少了后續(xù)臨床試驗(yàn)期間出現(xiàn)意外副作用的機(jī)會(huì),并減少了對動(dòng)物試驗(yàn)的需求。
以往,候選藥物經(jīng)常在動(dòng)物身上進(jìn)行篩選,但這種方法是有一些局限性。對動(dòng)物有治療作用的藥物有可能并不適用于人類,同樣的藥物,在動(dòng)物試驗(yàn)時(shí)可能不會(huì)出現(xiàn)副作用,但當(dāng)研究人員向人類施用藥物時(shí)會(huì)出現(xiàn)副作用。
研究人員Linda Griffith說:“動(dòng)物并不能完全代表需要開發(fā)藥物和理解疾病的各項(xiàng)因素?!爱?dāng)研究者們觀測各類藥物時(shí),這一點(diǎn)變得越來越明顯。很多時(shí)候,試驗(yàn)時(shí)沒有看到藥物問題,特別是可能被廣泛使用的藥物,直到新藥上市以后才顯現(xiàn)出它的問題所在?!?/span>
另一種方法是從微流控芯片上選定器官培養(yǎng)人體組織,以創(chuàng)建更接近模仿人體生理學(xué)的系統(tǒng)。但迄今為止,沒有人能夠在同一芯片上培養(yǎng)超過幾種不同的組織,使得在一次測試中不可能了解候選藥物如何影響多器官系統(tǒng)。
麻省理工學(xué)院的研究小組現(xiàn)在已經(jīng)開發(fā)出一種新的微流體系統(tǒng),他們可以同時(shí)培養(yǎng)10種組織類型,每種組織包含1-2百萬個(gè)細(xì)胞。以往,傳統(tǒng)的微流體系統(tǒng)大多是封閉式系統(tǒng),難以操縱細(xì)胞并取樣進(jìn)行分析。而新的芯片是一個(gè)開放的系統(tǒng),并結(jié)合了多個(gè)泵,可以在不同器官系統(tǒng)之間移動(dòng)液體,模擬循環(huán)系統(tǒng)。
迄今為止,該研究團(tuán)隊(duì)已經(jīng)在芯片中培養(yǎng)了皮膚,肺,腸道,肝臟,子宮內(nèi)膜,心臟,胰腺,腦,腎和骨骼肌組織樣品,并且使用直接來自患者的原代細(xì)胞,使其結(jié)果更貼近臨床表現(xiàn)。該團(tuán)隊(duì)通過將藥物遞送至芯片中的胃腸組織來測試該系統(tǒng),模擬口服患者服用該藥物,并監(jiān)測藥物在芯片上其他組織中的移動(dòng)位置,研究其對該組織的影響以及它是如何分解的。
Griffith說:“我們微流控平臺有一獨(dú)特的優(yōu)勢就是可以任意擴(kuò)展或縮減它,并適應(yīng)許多不同的配置?!?“我認(rèn)為這將帶給微流控領(lǐng)域一次較大的轉(zhuǎn)型,我們開始從三器官或四器官系統(tǒng)獲得更多信息,并且把微流控芯片設(shè)計(jì)的更加具有成本優(yōu)勢,而且可以獲得更多更有價(jià)值的信息,這一點(diǎn)非常重要!“
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