นักประดิษฐ์สร้าง Living, หายใจมนุษย์ Lung on a Chip | "อาจเป็นความท้าทายที่สำคัญในการพัฒนายาคือรูปแบบการพัฒนายาเสพติดทั้งหมดจะแตกหัก" Donald Ingber, ศาสตราจารย์ด้านวิศวกรรมชีวภาพอาวุโสที่กล่าวว่า " มหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ด. "ทุกคนรู้ดีว่า บริษัท ยารู้ดีว่า FDA รู้ แต่ก็ไม่มีใครทำอะไรเกี่ยวกับเรื่องนี้"

Anonim

"เราได้ค้นพบมากพอแล้วเกี่ยวกับธรรมชาติที่สร้างการควบคุมและผู้ผลิตและเรา ได้ตระหนักว่าธรรมชาตินั้นทำได้ดีกว่ามนุษย์ได้ "Ingber กล่าว "แนวคิดคือเราสามารถเรียนรู้จากธรรมชาติและนวัตกรรมด้านวิศวกรรมการออกแบบอุปกรณ์วัสดุใหม่ ๆ ที่สามารถทำงานได้ตามที่ชีววิทยาของเราทำขึ้นซึ่งสามารถทำงานร่วมกันได้มากขึ้นซึ่งสามารถทำงานได้มากขึ้นมีความเฉพาะเจาะจงน้อยลงและรวมเข้าด้วยกันอย่างแท้จริง ร่างกายของเราในรูปแบบที่ไร้รอยต่อ "

Ingber ดูแลโครงการนับร้อย ๆ โครงการและพนักงานประมาณ 350 วิศวกรผู้จัดการผลิตภัณฑ์และโพสต์เอกสาร เขาเชื่อว่าทีมงานของเขาสามารถเกิดขึ้นได้จากแนวคิดและผลิตภัณฑ์ที่เปลี่ยนแปลงไปเนื่องจากอุปสรรคที่เกิดขึ้นในสภาพแวดล้อมการวิจัยแบบดั้งเดิมไม่ได้อยู่ที่ Wyss

"เราทำลายโมเดลการศึกษาตามปกติในสิ่งที่เราไม่ใช่แผนก, เราไม่ได้อยู่ในโรงเรียนใด ๆ เราไม่ได้ย้ายคณะทั้งหมดของเราร่วมกันเราจริงให้คณาจารย์ของเรายังคงอยู่ในแผนกของตัวเองและในอาณาจักรเล็ก ๆ ของตัวเอง "เขากล่าว "จากนั้นเราได้รวบรวมกลุ่มเล็ก ๆ ของแต่ละกลุ่มในสิ่งที่เราเรียกว่า 'collaboratories' พวกเขาเป็นสถานที่ที่เราทำงานร่วมกันในโครงการต่างๆโดยเฉพาะไม่ใช่สมาชิกของคณาจารย์ซึ่งเป็นเจ้าของโครงการโดยจริงๆแล้วพวกเขาได้รับการจัดระเบียบโดยความหลงใหลและวิทยาศาสตร์ไม่ใช่จากแนวทางการบริหารและขอบเขตของแผนก "

Wyss มีผู้ทำงานร่วมกัน, ห้างหุ้นส่วนและข้อตกลงร่วมกันทั่วโลกและ Ingber บันทึกว่ายังคงเติบโต "มันเหมือนกับเอ็นเตอร์ไพรส์" เขากล่าว "คุณมีผู้คนจากทุกที่นี่เป็นหนึ่งในสิ่งมหัศจรรย์ที่สุดที่ฉันไม่คิดว่าคนทั่วไปจะตระหนักถึง"

ผลิตภัณฑ์หนึ่งที่ใกล้ขั้นตอนสุดท้ายของการพัฒนาคืออวัยวะมนุษย์บนชิป นักวิทยาศาสตร์อาวุโส Geraldine Hamilton นำเสนอปอดในชิปที่ TED Boston ในฤดูร้อนนี้ ไม่ต้องวุ่นวายกับปอดด้วยคอมพิวเตอร์แฮมิลตันและทีมงานของเธอได้สร้างปอดบนชิปพลาสติกประมาณหนึ่งในสี่ พวกเขาใช้เซลล์ปอดและเส้นเลือดของมนุษย์และสามารถเลียนแบบการหายใจภายในชิปได้ "ความคิดคือชิพเหล่านี้จะทำนายการตอบสนองต่อยาของมนุษย์ได้ดีขึ้น แต่ยังช่วยให้เราเข้าใจถึงการทำงานของโรคเหล่านี้ได้ดีขึ้นและอาจช่วยให้เราสามารถหาวิธีรักษาโรคได้ดีขึ้น" แฮมิลตันกล่าวว่า

ในปัจจุบันมีค่าใช้จ่ายหลายล้าน ดอลลาร์เพื่อทดสอบสารประกอบเดียว ชีวิตสัตว์จำนวนมากจะสูญหายเนื่องจากปีของการทดสอบกับสัตว์สำหรับผลิตภัณฑ์ใดก็ตาม หาก Wyss สามารถใช้ระยะทดสอบผ่านอวัยวะต่างๆบนชิปได้แล้วสัตว์และเงินจะสามารถประหยัดได้ แฮมิลตันไม่ได้หยุดที่ปอด ทีมงานของเธอได้พัฒนาอวัยวะต่างๆจำนวนมากเช่นหัวใจไตและตับบนชิป "พลังที่แท้จริงของมันมาจากการเชื่อมโยงเข้าด้วยกัน" แฮมิลตันกล่าว "คุณสามารถเริ่มต้นทำนายการทำงานของร่างกายมนุษย์ทั้งหมดได้"

วิธีที่ร่างกายมนุษย์ตอบสนองต่อทุกอย่างเป็นเรื่องที่ซับซ้อนมาก ไม่ได้เป็นแค่อวัยวะเดียว แต่มักมีปฏิสัมพันธ์ระหว่างอวัยวะ ดังนั้นดร. แฮมิลตันกำลังทำงานร่วมกับโซนี่ซึ่งเป็นผู้ผลิตรายใหญ่ที่ทำดีวีดีร่วมกับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ประเภทอื่น ๆ เพื่อสร้างชิปในขนาดที่สามารถทิ้งและไม่แพงได้ "สมมติว่าชิปของเราสามารถใส่ลงในตลับหมึกเพียงเล็กน้อยและตลับหมึกนั้นสามารถเสียบเข้ากับเครื่องดนตรี" แฮมิลตันกล่าว "เหมือนกับที่คุณทำกับซีดีคุณจะได้ซีดีคุณเสียบปลั๊กคุณใช้รีโมทคอนโทรลเพื่อทำงาน"

เมื่อชิปทั้งหมดถูกเสียบเข้าไว้กล้องจุลทรรศน์ที่มีประสิทธิภาพจะนำภาพสดของเซลล์และส่งข้อมูลไปยัง iPhone, iPad หรือโต๊ะคอมพิวเตอร์โดยตรงเพื่อให้การเปลี่ยนแปลงและการพัฒนาสามารถตรวจสอบได้แบบเรียลไทม์ "นี่คือส่วนติดต่อผู้ใช้ ที่ช่วยให้คุณรู้ว่าเกิดอะไรขึ้นกับชิปแต่ละตัวของคุณ "แฮมิลตันกล่าวว่า

สิ่งที่พวกเขาค้นพบในการทดสอบเบื้องต้นได้รับการบุกเบิก "สิ่งที่น่าอัศจรรย์คือเราได้ค้นพบสิ่งที่ไม่มีใครเคยเห็นมาก่อนเราไม่เพียง แต่เลียนแบบเราคาดการณ์ได้เราพบว่าการเคลื่อนไหวของการหายใจมีส่วนสำคัญต่อการดูดซึมอนุภาคเหล่านี้" Ingber กล่าว พวกเขายังสามารถทดสอบยาใหม่เพื่อป้องกันไม่ให้ของเหลวในปอดเรียกว่าปอด adema บริษัท ยาทดสอบมันไม่นานหลังจากที่กระต่ายและสุนัขและยืนยันผลการวิจัยจากทีมแฮมิลตัน

เมื่อระบบนี้สามารถใช้ได้สำหรับห้องปฏิบัติการที่จะซื้อ Ingber คาดว่าในที่สุดจะแทนที่การทดสอบสัตว์ซึ่งจะช่วยลดค่าใช้จ่ายและตัดทอน กรอบเวลาของกระบวนการทดสอบยาเสพติด สิ่งสำคัญที่สุดคือการทดสอบจะดำเนินการในเซลล์ของมนุษย์ซึ่งเขาเชื่อว่าจะมีความสามารถในการทำนายสูงขึ้นมาก

arrow