Organ kecil yang dipermudahkan yang tumbuh di makmal – dikenali sebagai organel – berpotensi menjadikan proses penyelidikan dan pengembangan ubat menjadi proses yang lebih cepat.
Para saintis berjaya mencipta 'badan pada cip' manusia, yang terdiri daripada beberapa tisu hidup pada skala mikroskopik.
Ia telah disebut sebagai model makmal yang paling maju dari tubuh manusia, dan dapat terbukti sangat berharga dalam pengembangan ubat baru sebelum digunakan pada orang yang sebenarnya.
Organel kecil – kira-kira sepersejuta ukuran rakan sejawatnya – pada dasarnya adalah tempat ujian bagi para penyelidik yang ingin mengembangkan ubat dan melawan penyakit. Ini adalah langkah terbaru dalam siri kemajuan yang panjang dalam kemampuan untuk menghasilkan semula model-model minit bahagian tubuh manusia di makmal.
Corak organel yang saling berkaitan serupa telah digunakan untuk memperbanyak hasil untuk ubat-ubatan yang terlalu toksik untuk tetap berada di pasaran; kaedah itu dapat mendedahkan masalah yang tidak dijumpai dalam ujian yang dilakukan pada haiwan atau sel yang dikultur dalam piring petri.
Versi baru yang lebih besar memperkenalkan lebih banyak model organ, meningkatkan kemungkinan terjadinya kesan sampingan berbahaya.
“Penciptaan organ manusia mikroskopik untuk ujian dadah adalah perluasan logik dari kerja kami untuk membuat organ berskala manusia,” kata saintis perubatan Thomas Schupe dari Institut Hutan Wake untuk Perubatan Regeneratif (WFIRM).
“Banyak teknologi yang sama yang kami kembangkan di tingkat manusia, termasuk lingkungan yang sangat semula jadi di mana sel hidup, juga menghasilkan hasil yang sangat baik ketika dimampatkan ke tahap mikroskopik.”
Schupe dan rakan-rakannya menggunakan apa yang mereka gambarkan sebagai 'kotak alat bioteknologi' untuk membuat organ miniatur yang merangkumi otak manusia, jantung, hati, paru-paru, pembuluh darah, dan usus besar.
Setiap organoid bermula dengan sampel kecil sel tisu manusia dan sel induk, yang kemudian tumbuh menjadi organ kecil. Mereka meniru banyak fungsi organ sebenar yang mereka salin, dan mungkin termasuk sel saluran darah, sel imun, dan fibroblas tisu penghubung.
Setengah lusin organ yang menyusut dibawa bersama untuk mewakili tubuh manusia yang dipermudahkan, yang membolehkan para penyelidik melihat bagaimana bahagian-bahagian anatomi kita yang berbeza dapat bertindak balas dalam kombinasi apabila ubat-ubatan tertentu digunakan. Wawasan ini boleh sangat berharga.
“Kami tahu kami perlu memasukkan semua jenis sel utama yang terdapat di organ asli,” kata jurutera biomekanik Alex Skardahl dari Ohio State University. “Untuk mensimulasikan tindak balas tubuh yang berbeza terhadap sebatian toksik, kita perlu memasukkan semua jenis sel yang memicu reaksi tersebut.”
Organel yang dikembangkan oleh pasukan dapat menghidupkan ujian yang sebelumnya dilakukan pada sampel tisu 2D, memberikan para pakar pandangan yang lebih lengkap dan realistik mengenai kesan yang boleh dimiliki oleh ubat tertentu.
Dengan hanya 1 dari 5.000 ubat yang masuk ke pasaran daripada ujian praklinikal memasuki pasaran, proses pengembangan ubat berpotensi besar untuk meningkatkan keberkesanan dan keselamatan.
Kita boleh mendapatkan ubat baru dengan lebih cepat, lebih murah, dan tanpa banyak (atau apa-apa) keperluan untuk ujian haiwan jika simulasi manusia berasaskan organoid yang realistik dikembangkan.
“Keupayaan yang paling penting dari sistem tisu manusia adalah kemampuan untuk menentukan apakah ubat beracun bagi manusia pada tahap awal perkembangannya, dan potensi penggunaannya dalam perubatan peribadi,” kata ahli urologi Anthony Atala dari WFIRM.
“Mengelakkan ubat-ubatan yang bermasalah pada tahap awal pengembangan atau rawatan dapat secara harfiah menjimatkan berbilion dolar dan berpotensi menyelamatkan nyawa.”
Kajian ini diterbitkan dalam Biofabrication.
