«Organ Chip» — платформа обеспечения эффективной трансляции «in-vitro-in-vivo»

«Organ Chip» - платформа обеспечения эффективной трансляции «in-vitro-in-vivo»

Учёными Тель-Авивского университета вместе с коллегами из Гарварда разработан, так называемый, «Organ Chip» — платформа обеспечения эффективной трансляции «in-vitro-in-vivo» лекарственной фармакологии человека. Разработанная платформа обещает помочь людям преодолеть существующие ныне ограничения разработки лекарств, предоставляя практическую, надёжную, актуальную систему тестирования. Первичное исследование привело к разработке «Interrogator», — роботизированного устройства переноса жидкости. Устройство связывает отдельные «орган чипы», имитируя поток крови между органами организма человека.

Микрофлюидные устройства на прозрачном полимере

«Орган чипы», по сути, являются микрофлюидными устройствами на основе прозрачного гибкого полимера. По размерам такой «чип» напоминает карту памяти компьютера, где присутствуют два параллельных проходных полых канала. Эти каналы разделены пористой мембраной и независимой перфузируемой средой, специфичной для определённого типа клеток.

Когда один из каналов (паренхимный) наполнен клетками определённого органа (функциональной структурой), другой канал наполнен сосудистыми эндотелиальными клетками, представляющими кровеносный сосуд. Мембрана организует связь и обмен двух компартментов молекулами, например, цитокинами и факторами роста. Обмену также подлежат лекарства и препараты, образующиеся в результате метаболической активности, специфической для органа.

Следующим исследованием учёные применили автоматизированную платформу связывания «Interrogator», а также инновационную разработку — вычислительную модель для трёх связанных органов. Исследование выполняли с целью проверки двух препаратов:

  1. Никотина.
  2. Цисплатина.

Модульность разработанного подхода и доступность нескольких проверенных органных чипов для различных тканей с другими подходами «Body-on-Chip» человека теперь позволяют разрабатывать новые стратегии. Например, учёные могут делать более реалистичные прогнозы в отношении фармакологии лекарственных средств. Использование подхода в будущем обещает значительно увеличить показатели успешности клинических испытаний I фазы.

Модель перорального поглощения химиопрепаратов

Исследовательская группа точно смоделировала пероральное поглощение никотина и внутривенное введение цисплатина, — обычного химиопрепарата. Также удалось смоделировать первое прохождение через соответствующие органы с высоко количественными прогнозами фармакокинетических и фармакодинамических параметров человека.

Полученные в результате расчёта:

  • максимальные концентрации никотина,
  • время, необходимое для достижения никотина различными тканевыми отсеками,
  • -показатели клиренса печеночных «чипов»,

в представленной модели «in vitro in silico» близко отражают результат измерений у пациентов.

Мультидисциплинарный исследовательский проект является кульминацией проекта Агентства перспективных исследований в области обороны (DARPA) Института Висса. Несколько авторов обоих исследований являются сотрудниками и владеют долей в «Emulate, Inc.», — компании, выделенной из Института Висса для коммерческой разработки технологии «Organ Chip».


При помощи информации: TAU