Семнадцать лет назад клеточный биолог Donald Ingber и его команда из Института Wyss Гарвардского университета представили в Science исследование, моделирующее человеческое лёгкое. Узкие каналы в прозрачной полимерной пластине размером меньше USB-накопителя содержали клетки, выстилающие воздушные мешочки и кровеносные сосуды лёгких. Когда в систему подавали воздух, она ритмично расширялась и сжималась, «дыша». В отличие от прежних статичных моделей, система имитировала движения лёгких и реагировала на воспалительные белки, бактерии и кремнезёмные наночастицы подобно живым лёгким. Также было установлено, что движение влияет на поглощение частиц тканями.
Было показано, что эта система может дополнять тканевые культуры или эксперименты на животных при тестировании лекарств и химических веществ и даже служить им альтернативой. Редакторы Science отклонили исследование и потребовали провести испытания на мышах. Команда провела эксперименты, через год, в 2010 году, повторно представила работу и добилась её публикации; на исследование сослались примерно в 5 400 статьях.
Руководитель TissUse Ilka Maschmeyer сообщила, что фармацевтическая компания не смогла получить разрешение FDA на клиническое испытание, поскольку представила данные о животных, и от неё потребовали данные органа-на-чипе. Такие альтернативы называют NAMs:
- new approach methodologies
- novel alternative methods
- nonanimal methods
Maschmeyer отметила, что их использование пока встречается редко, однако ожидается его рост. Стандартизация NAMs и их прямое сравнение с экспериментами на животных относятся к числу основных проблем.
Почему это важно
Это развитие выводит вопрос о том, какие данные будут приниматься регулирующими органами при разработке лекарств, за рамки лабораторной техники и ставит его в центр процессов испытаний. Модели органов-на-чипе обладают потенциалом преодолеть ограничения тестов, проводимых исключительно на статичных клеточных культурах, при оценке реакции человеческих тканей на движение и воздействие окружающей среды. Поэтому эта тема касается исследователей, фармацевтических компаний и регулирующих органов, а также вопросов безопасности лекарственных средств и химических веществ. Однако вопрос о том, в какой степени NAMs смогут заменить эксперименты на животных, остаётся открытым из-за всё ещё ограниченного использования этих методов и проблем с их стандартизацией. Ключевой вопрос для этой области заключается в том, удастся ли сделать результаты, полученные в разных лабораториях, напрямую сопоставимыми с данными, полученными в экспериментах на животных, на основе общих критериев.