Surrogate Organsystem für Toxizitätstests entwickelt, könnte Notwendigkeit von Tierdrogentestszu reduzieren

Erstellen von Ersatz menschlichen Organen in Verbindung mit Erkenntnissen aus hochempfindlichen Massenspektrometrie -Technologien , ist ein neues Projekt am Rande des revolutioniert die Art Bildschirm wir neue Medikamente und Giftstoffen .

ATHENA , dem Advanced Tissue -Engineering Menschen Ectypal Network Analyzer Projektteam entwickelt sich vier menschliche Organ Konstrukte - Leber, Herz, Lunge und Niere - die auf einem deutlich miniaturisierte Plattform basieren . Jedes Organ Komponente wird über die Größe von einem Smartphone -Bildschirm, und die ganze ATHENA "Körper" von miteinander verbundenen Organe würden ordentlich auf einem Schreibtisch passen.

" Durch die Entwicklung des " homo minutus , " wir über die Notwendigkeit von Tier oder eine Petrischale Testschritt: Es gibt enorme Vorteile bei der Entwicklung von Medikamententoxizitätund Analysesysteme , die die Reaktion der tatsächlichen menschlichen Organen nachahmen können ", sagte Rashi Iyer , ein leitender Wissenschaftler am Los Alamos National Laboratory , der Hauptlaborauf dem fünf- Jahres 19.000.000 $ multi-institutionellen Aufwand. Das Projekt wird von der Defense Threat Reduction Agency ( DTRA ) unterstützt.

" Durch die Schaffung eines ganzheitlichen dynamisches System, das realistischer ahmt die menschliche physiologischen Umgebung als statische menschlichen Zellen in einer Schale , können wir chemische Auswirkungen auf die menschliche Organe wie nie zuvor zu verstehen", sagte sie. "Das ultimative Ziel ist es, eine Lunge , die atmet , ein Herz, das pumpt , eine Leber, die metabolisiert und eine Niere , die ausscheidet bauen - . Alle mit einem Schlauch Infrastruktur viel verwandt mit dem Weg, die Blutgefäße zu verbinden unsere Organe verbunden Während einige Skeptiker könnten , dass glauben dies ist eine Utopie , " sagte sie," ist das Team zuversichtlich , dass dies tatsächlich zu erreichen ist. "

Rund 40 Prozent der Arzneimittel nicht ihre klinischen Studien Iyer erwähnt, und es gibt Tausende von Chemikalien, deren Auswirkungen auf den Menschen sind einfach nicht bekannt. Bereitstellung einer realistischen , kostengünstige und schnelle Screening -System wie ATHENA mit hoher Durchsatzvermögen hätte erhebliche Vorteile für den medizinischen Bereich zu schaffen, genauer Sieben und bietet eine größere Chance klinischen Erfolg.

Ergebnisse der Vanderbilt University Aufwand des Projekts auf der ATHENA Perfusionssystem wird auf der Gesellschaft für Toxikologie Treffen in dieser Woche in Phoenix durch Co-Principal Investigator John Wikswo vorgestellt. Erfolgreiche Entwicklung und Analyse einer menschlichen Leber Orgel Konstrukt - die Belichtung reagiert auf eine giftige Chemikalie viel wie ein echter Leber - in einer Präsentation des Gordon A. Cain Universitätsprofessor und Direktor des Vanderbilt Institut für Integrative Biosystems Forschung und berichtet beschrieben Bildung ( VIIBRE ) an der Vanderbilt University .

"Wir haben ein wenig Zeit, die Analyse der Herausforderungen beim Aufbau Miniatur Organ des Menschen baut, und wir glauben, wir haben herausgefunden, wie die wichtigsten Funktionen, die wir brauchen, zu erfassen ", sagte Wikswo . " Es gibt eine Menge von Kompromissen , und wir versuchen nicht, eine exakte Nachbildung einer menschlichen Leber zu bauen, sondern ein in vitro- Modell, das uns in der menschlichen Leber Reaktionen auf Medikamente und Giftstoffe , die nicht durch eine Schicht repliziert werden kann, zu messen von wachsenden Zellen auf Kunststoff . "

Die ATHENA Projekt vereint Top- Fähigkeiten und Forscher in diesem bahnbrechenden Forschungsfeld. Die Projektkomponenten werden wie folgt aufgeteilt:

• Neben der Führung und Koordinierung des Projekts , Iyer leitet die Arbeit an der Lunge und Niere Orgel sowie schrittweise Integration und Validierung von allen Organen in der ATHENA -Perfusion -Plattform - die alle am LANL ausgeführt werden.
• Wikswo und seine VIIBRE Gruppe bauen die Hardware-Plattform , dass "läuft" und überwacht den Zustand des gesamten Systems , während das erste Organ ist die Leber -Konstrukt , das vor kurzem in der ATHENA Plattform VIIBRE getestet wurde , wird von Katrin Zeilinger entwickelt , Leiter des BioreaktorgruppeExperimentelle Chirurgie , und seine Kollegen an der Charité Universitätsmedizin , Berlin, Deutschland .
• Kevin Kit Parker, Tarr Familie Professor für Bioengineering und Angewandte Physik an der Harvard University , ist führend in der Herz Aufwand.
• Shuvo Roy , Direktor des Biomedical Microdevices Laboratory an der University of California in San Francisco ( UCSF ) und Associate Professor für Medizin William Fissell der Vanderbilt entwickeln die Nieren Konstrukte .
• Andrzej Przekwas , CTO und Senior Vice President für Forschung der CFD Research Corporation ( CFDRC ) , ein Technologieunternehmen in Huntsville, AL , baut ein mathematisches Modell der ATHENA über Systemdesign und physiologisch -basierte Pharmakokinetik / Pharmakodynamik erleichtern ( PB- PK / PD ) Modelle zur Arzneimittelexposition Studien und Daten Extrapolation zu führen. " Diese Komponente ist einzigartig und entscheidend beim Aufbau eines integrierten Ex-vivo- System imitiert den menschlichen Körper ", sagte der DTRA Programm-Manager .
• LANL und Vanderbilt in Zusammenarbeit mit CFDRC eine Blut entwickeln zu imitieren , um die vier Geräte unterstützen.

Und wie Iyer sagt " ein System ist immer nur so gut wie seine analytische Stärke. . . Der Ionenmobilitäts -Massenspektrometrie -Fähigkeit von VU John McLean mit einem Parallelfähigkeitin Los Alamos , angeführt von Srinivas Iyer entwickelt , sorgt für eine noch nie dagewesene Möglichkeit, zu verhören das System zu erhalten und wertvolle Daten . "

Erfolgreiche Integration der Charité entwickelte mageres Fleisch in die VIIBRE gebaut ATHENA Perfusionssystem konstruieren wurde vor kurzem auf DTRA demonstriert. Das Team geht davon aus , die Leber zu verbinden und das Herz -Konstrukte in diesem Winter , gefolgt von der Lunge und schließlich die Niere.