Organy na chipe kak al'ternativa traditsionnym modelyam kletochnykh kul'tur i zhivotnykh

Abstract

Full Text

Для изучения механизмов возникновения различных заболеваний, а также для разработки и тестирования лекарственных препаратов необходима удобная и современная модельная система. Существующие стандартные модели клеточных культур слишком примитивны и не позволяют рассмотреть все особенности человеческого организма и появление возможных побочных реакций, а модели животных не являются достаточно достоверными при экстраполяции полученных результатов на человека. Потенциально такой платформой для экспериментов могут стать «органы на чипе», представляющие собой микрофлюидные устройства, способные физиологически релевантно имитировать различные органы и ткани человека. В данных устройствах используются непосредственно человеческие клетки, которые способны воспроизвести метаболизм человека. При правильном эксперименте могут быть сделаны точные предсказания эффективных и токсических концентраций. Такие устройства более экономичны и позволяют проводить тестирование комбинаций соединений в различных концентрациях, благодаря их параллельной работе. Несмотря на все преимущества моделей органов-на-чипе они еще имеют ряд недостатков, которые необходимо преодолеть перед их широкомасштабным применением и заменой стандартных методов исследований. Но есть все основания полагать, что после дальнейшей оптимизации и стандартизации, модели «органов на чипе» смогут быть включены в процесс разработки лекарств. В будущем технологии «органов на чипе» могут использоваться для улучшения промышленного развития и персонализированной медицины, а также найти свое применение в биотехнологических, фармацевтических, косметических и химических компаниях. В данной работе рассмотрены некоторые уже созданные «органы на чипе» - почки, сердца, кожи, мозга, легких, печени, кишечника, глаза, плаценты и костного мозга. А также - микрофлюидные устройства «опухолей на чипе», позволяющие лучше изучить механизмы возникновения онкологических заболеваний, а также применять персонализированное лечение пациентов, используя их собственные клетки и ткани в моделировании болезней. Кроме того, уделено внимание разработке «организма на чипе», позволяющего проводить более точные исследования нормального и патологического состояния органов, взаимодействий между ними, а кроме того предсказывать возможные побочные эффекты от терапии на соседние органы и ткани. Данная система имеет высокий потенциал, чтобы заменить традиционные модели клеточных культур и животных и стать удобной альтернативой для использования учеными повсеместно.