Narkotiku testavimas, naudojant "sirdi ant chip" zingsnius arciau

Narkotiku kurimas yra brangus ir ilgai trunkantis verslas, o ne tai, kad bandymu del narkotiku trukumas yra didelis, nes priklauso nuo gyvunu modeliu. Gyvunu biologija nera ideali zmogaus biologijos pakaitalas, taciau, kol kazkas geriau atsiras, visa tai turime. Dabar naujas tyrimas rodo, kad "organas-on-a-chip" metodas gali pasiulyti labiau idealu modeli.
Mokslininkai mano, kad organas ant lusto viena diena gali pakeisti gyvunu naudojima narkotiku testavimui.
Vaizdo kredito: Anurag Mathur, Healy Lab, UC-Berkeley

Kalifornijos universiteto Berkeley universiteto bioinzinerijos profesorius Kevinas Healy sako:

"Norint pletoti narkotika reikia vidutiniskai 5 mlrd. JAV doleriu, o 60% sios sumos gaunama is pradiniu moksliniu tyrimu ir technologiju pletros etapu islaidu. Naudojant gerai suplanuota zmogaus organo modeli, galima zymiai sumazinti islaidas ir laika naujas vaistas i rinka ".

Kadangi mazdaug trecdalis narkotiku, kurie yra dygliai, yra tie, kurie, atrodo, blogai veikia sirdi, Prof. Healy ir jo kolegos nusprende sukurti modeli, pagrista zmogaus sirdimi.

Jie daro isvada, kad ju darbas yra svarbus zingsnis i prieki kuriant greitesnius ir tikslesnius vaistu saugos testavimo budus. Prof. Healy mano, kad:

"Galu gale sie lustai galetu pakeisti gyvunu naudojima vaistams vartoti siekiant uztikrinti sauguma ir veiksminguma".

Savo tyrimu jie apibudina, kaip sukure modeli ir isbande sirdies ir kraujagysliu vaistus.

"Heart-on-a-chip" yra pulsuojanciu sirdies raumens lasteliu tinklas

Zmogaus sirdies modelis, kuri sukure Prof. Healy ir jo kolegos, yra "sirdis ant lusto", sudarytas is colio ilgio silikono prietaiso su plonu pulsuojanciu sirdies raumens lasteliu tinklu.

Zurnale Mokslines ataskaitos, komanda teigia, kad ju sirdis ant lusto, kuria jie vadina "sirdies mikrofizikologine sistema (MPS)", yra ideali priemone norint ivertinti nauju narkotiku toksini poveiki zmogaus sirdziai, nes ji klijuoja keturias svarbias dezes:

1. Jis naudoja lasteles, turincias zmogaus genus
2. Lasteles yra suderintos taip, kad atspindetu zmogaus sirdies audinio struktura
3. Tai imituoja kraujo tekejimo dinamika sirdies audiniuose
4. Jis gali buti naudojamas biologinei, elektrofiziologinei ir fiziologinei analizei.

Autoriai pazymi, kad gyvuliu modeliu naudojimas zmoniu reakcijoms i narkotikus prognozuoti daznai truksta del esminiu biologijos skirtumu tarp rusiu. Pavyzdziui, jonu kanalai, kurie vykdo elektrinius impulsus, kuriuos issiuncia sirdies lasteles, gali skirtis priklausomai nuo gyvunu ir zmoniu skaiciaus ir tipo.

"Daugelis sirdies ir kraujagysliu vaistu skiria demesi siems kanalams, todel sie skirtumai daznai lemia neefektyvius ir brangius eksperimentus, kurie neuztikrina tiksliu atsakymu apie narkotiku toksiskuma zmonems", - aiskina Prof. Healy.

Itaisas yra apgyvendintas su sirdies lastelemis, pagamintomis is zmogaus sukeltu pluripotentiniu kamieniniu lasteliu

"Sirdies-on-a-chip" yra pagaminti is sirdies lasteliu, sukurtu zmogaus sukeltu pluripotentiniu kamieniniu lasteliu - suaugusiuju kamieniniu lasteliu, kurias galima igauti, diferencijuojant i ivairias audiniu rusis.

"Sirdis ant lusto" turi 3D geometrija ir atstuma, kuris yra panasus i jungiamojo audinio pluosto zmogaus sirdyje. Tuomet mokslininkai tai apgyvendino su diferencijuotu sirdies lasteliu sluoksniais, kurie uzdaroje geometrijoje buvo priversti derinti i viena puse.

Mikrofluidiniai kanalai abiejose lasteliu apylinkiu pusese veikia kaip kraujagysles ir imituojasi tokia pati maisto medziagu ir vaistu difuzijos is kraujagysliu i zmogaus audinius dinamika.

Toks nustatymas taip pat galetu buti pavyzdziu, kaip lasteles atsikratyti savo atlieku, pazymi autoriai.

Svinas autorius Dr. Anuragas Mathuras, daktaras mokslininkas Healy's laboratorijoje ir Kalifornijos instituto regeneracines medicinos narys, aiskina:

"Si sistema nera paprastoji lasteliu kultura, kurioje audinius nuplauna statiskoje skyscio vonioje. Mes sukureme sia sistema taip, kad ji butu dinamiska, ji pakartoja, kaip musu kunuose esantis audinys faktiskai patenka i maistines medziagas ir vaistus".

"Heart-on-a-chip" buvo isbandytas su keturiais vaistiniais preparatais ir reagavo taip, kaip tiketasi

Autoriai paaiskina, kaip per 24 valandas nuo prietaiso isisavinimo su sirdies lastelemis, inzinerijos budu gautas sirdies audinys paimdavo savaime, esant normaliam greiciui 55-80 smugiu per minute.

Komanda isbande keturis gerai zinomus sirdies ir kraujagysliu sistemos vaistus: izoproterenola, E-4031, verapamila ir metoprololi. Jie vartojo audiniu impulsu pokycius, kad ismatuotu atsaka i vaistus.

Pulsu daznio pokyciai buvo tokie, kaip tiketasi del vaistu. Pavyzdziui, praejus pusvalandziui, kai susiduria su izoproterenoliu - vaistu, vartojamu letiniam sirdies susitraukimu dazniui gydyti, arba bradikardijai, sirdies plakimo pulso daznis padidejo nuo 55 iki 124 smugiu per minute.

Toliau pateiktas vaizdo irasas rodo, kad sirdies lasteles paprastai uzsikimsia ir po to plinta po izoproterenolio itaka:

Daugelio organu testavimo prietaisai gali tureti simtus mikrofizikiniu lasteliu sistemu

Inzinierinis audinys isliko gyvybingas ir veike keleta savaiciu. Pasak prof. Healy, tokio laikotarpio pakanka keliu skirtingu vaistu istyrimui.

Jis ir jo kolegos dabar tiria, ar sis metodas gali buti naudojamas ivairiu organu saveiku modeliavimui. Prof. Healy pazymi:

"Sirdies ir kepenu audinio susiejimas leistu mums nustatyti, ar vaistas, kuris is pradziu gerai veikia sirdyje, veliau gali buti metabolizuojamas kepenyse toksisku budu".

Komanda numato placiai paplitusia "organu ant chip" priemima narkotiku patikrinimui ir ligu modeliavimui bei numatyti prietaisus, kuriuose yra simtai mikrofizikiniu lasteliu sistemu.

Projektas finansuojamas per Nacionalines sveikatos institutu finansuojama narkotiku tikrinimo iniciatyvos audiniu cipa.

2014 m. Spalio men. Medicinos naujienos siandien suzinojo, kaip Kanzaso universitetas vadovauja "lab-on-a-chip" kurimui, kuris zada aptikti plauciu vezi - ir galbut kitas mirtinas vezio formas - daug anksciau. Sis metodas, kuris naudoja tik nedideli paciento kraujo lasa, taip pat yra pagristas mikrofluidu technologija. Jame analizuojamas exosomu turinys - mazos molekuliu krepseliai, kuriu lasteles isleidzia dabar ir vel.

Hakeriai galetu nuotoliniu budu manipuliuoti medicinos prietaisais, kuriuos naudoja diabetuotojai

Insulino siurbliai yra pazeidziami nustatytu isilauzeliu, kurie taip pat gali nuotoliniu budu sugadinti kraujo cukraus monitoriu rodmenis, saugumo tyrejas, sirgusis diabeto serganciu "Black Hat" kompiuterines saugos konferencijos Las Vegase, Nevada, atstovas Dzeromas Radcliffas. Kitaip tariant, isilauzelis gali sukelti diabetu serganciam pacientui gauti per daug ar per mazai insulino.

(Health)

Nesijaudinkite buti laimingu ir sumazinti savo insulto rizika

Naujame tyrime teigiama, kad kuo daugiau jus isliksite teigiamai ir laimingai gyvenime, tuo didesne tikimybe isvengti smegenu insultu. Iki siol ivairiuose tyrimuose nustatyta, kad labiau optimistiskai zmones turi sveikesne imunine sistema, greitesni zaizdu gijima, mazesne sirdies ligu ir kitu ismoku rizika. Taigi nesijaudink, buk laimingas.

(Health)