Изобретена искусственная печень, выявляющая токсичность лекарств

В журнале «Science Transal Medicine» опубликованы данные об изобретении чипа, представляющего собой искусственную печень Это устройство будет использоваться при испытании лекарств.

Благодаря ему, ученые могут смоделировать влияние новых препаратов на печеночную функцию.

Ежегодно в мире разрабатывается большое количество препаратов от самых разных заболеваний, причём затраты на их разработку иногда превышают миллиард долларов. Однако лекарство может не пройти клинические испытания из-за его токсического влияния на печень. 

К сожалению этот факт выявляется достаточно поздно, В результате уже готовые разработанные рецептуры приходится отзывать с рынка.

Искусственная печень представляет собой электронный чип

Это устройство было разработано Институтом Висса Гарвардского университета в Бостоне. Искусственная печень представляет собой стеклянное устройство, в котором есть небольшой туннель со входом и выходом. Его внутренние стенки заполнены живыми клетками, которые копируют метаболизм органа.

Чтобы максимально реалистично имитировать функцию органа, «печеночный чип» оснастили 4-мя различными типами клеток, присутствующих в органе. Кроме гепатоцитов, из которых, в основном, состоит печень, там находятся и другие типы клеток, обеспечивающие иммунную защиту и восстанавливающие орган в случае ее повреждения.

Устройство также обнаруживает холестаз – застой желчи в печеночных протоках, который сложно выявить во время испытаний на грызунах и других лабораторных животных, желчевыводящая система которых отличается от человеческой.

В результате препарат, отлично показавший себя в лаборатории, при первых испытаниях на добровольцах «сходит с дистанции» из-за застоя желчи. Чип, в отличие от живых организмов, имитирует именно человеческую печень, поэтому испытания на нём будут совпадать с данными, полученными в ходе дальнейших исследований.

Устройство также регистрирует повышение уровня ферментов трансаминаз – ферментов, участвующих в углеводном и белковом обмене. Во время опытов на животных эти данные не соответствует действительности из-за разницы в обмене веществ.

Как работает искусственный орган

Когда плазма крови течет через туннель в чипе, ее компоненты взаимодействуют с находящимися там клетками. По полученным биохимическим результатам, регистрируемым устройством, можно узнать, какие при этом происходят реакции.

Если плазма содержит потенциальное лекарственное средство, анализ оттока может указать на потенциальное повреждение органа. Преимущество органных чипсов перед экспериментами на животных заключается в том, что электронные устройства могут быть колонизированы клетками человека.

Вряд ли в скором времени такие чипы заменят эксперименты на животных, но они смогут предотвратить ненужные исследования, освободив время и средства для более перспективных разработок.