Печень является важным органом-мишенью для тестирования на наркотики, потому что все лекарства проходят через нее для детоксикации. Это процесс, при котором вредные вещества уменьшаются или удаляются из организма. Лекарства, которые не поддаются детоксикации, могут вызвать отравление или другие летальные побочные эффекты. Исследователи IBN теперь позволяют компаниям заранее прогнозировать токсичность новых лекарств, потенциально ускоряя процесс разработки лекарств и снижая стоимость производства. Инструмент, который они разработали для этого, представляет собой искусственный кусок печени человека, который точно имитирует естественную тканевую среду.
Исполнительный директор IBN, профессор Джеки Ю. Инь, сказал, "Это научное достижение – первая доступная модель тестирования лекарств, которая может точно предсказать долгосрочную реакцию на лекарства в печени. Такие платформы прогнозной токсикологии являются полезными инструментами исследования, которые помогают и ускоряют открытие новых лекарств. Возможность определять токсичность лекарства на ранней стадии приведет к значительной экономии средств для фармацевтических компаний и потребителей."
Об этом сообщил руководитель группы IBN профессор Ханри Ю, "Большинство материалов и устройств были разработаны без особого внимания к тому, что нужно ячейкам. Используя клеточно-ориентированный подход и переводя наше базовое понимание поведения тканей, мы разработали модели ткани печени, которые могут имитировать условия вне тела с поразительным сходством с органами внутри тела."
Модели ткани печени IBN для тестирования лекарственной токсичности включают следующие запатентованные технологии:
Трехмерный целлюлозный каркас.
Используя гидроксипропилцеллюлозу, одобренный FDA материал на растительной основе, который является основным строительным блоком хлопка и бумаги, IBN изготовил биосовместимый пористый каркас, который позволяет клеткам печени спонтанно собираться в трехмерные сфероиды печени. Эти сфероиды сильно напоминают ткань печени, что облегчает тестирование на наркотики. Лицензия на эту технологию была передана в 2010 году компании Bio-Byblos Biomedical Co. Ltd, биомедицинской компании, базирующейся в Тайване, для производства.
Печень на чипе
. Инновационный чип HepaTox от IBN – это «печень на чипе», которая позволяет исследователям тестировать действие лекарств на печень. Посеивая клетки печени в микрофлюидную систему, микроустройство используется для проверки способности печени обрабатывать различные лекарства и другие соединения. Чип HepaTox имеет восемь каналов, которые позволяют проводить одновременный скрининг нескольких препаратов. Благодаря миниатюризации количество клеток печени и лекарств также может быть значительно уменьшено, что снижает затраты без повышения эффективности. Эта революционная технология была опубликована в рецензируемом журнале Lab on a Chip, 7 (2007) 302-309, и является одной из самых загружаемых статей журнала.
Сэндвич-культура с микропористой мембраной
. Типичная платформа для скрининга лекарств требует для тестирования клеток печени, и обычно клетки культивируют в геле на основе коллагена. Однако гель может задерживать лекарства и ограничивать доступ к питательным веществам и кислороду, что приводит к переменным и противоречивым результатам. Используя микропористую мембрану IBN, клетки печени зажаты между мембранами, которые могут контролировать перенос лекарств, питательных веществ и кислорода к клеткам и обеспечивать более надежные и воспроизводимые результаты скрининга. Поверхность мембраны была спроектирована так, чтобы моделировать взаимодействие клеток печени с матрицей и способствовать формированию тканей печени после посева клеток. Эксперименты показали, что микропористые мембраны могут поддерживать долгосрочное функционирование клеток печени в течение более двух недель и будут полезны для тестирования хронической токсичности печени и скрининга лекарственных препаратов в промышленном масштабе.
В случае коммерциализации модели ткани печени IBN могут быть преобразованы в тестовые наборы для поддержки разработки лекарств и доклинических исследований. В январе этого года IBN сотрудничал с Janssen, фармацевтической компанией Johnson & Джонсон, чтобы произвести клетки печени из стволовых клеток человека для тестирования на наркотики. В этом новом исследовательском проекте используется опыт IBN в области тканевой инженерии печени для разработки альтернативного источника клеток печени человека, количество которых ограничено. IBN также работает с глобальной медицинской компанией Hoffman La-Roche над новым методом скрининга лекарств на вирусы гепатита, которые являются ведущими причинами рака печени.