Лабораторные крысы долгое время были опорой биомедицинских исследований и разработки лекарств. Теперь такие технологии, как «лёгкое-на-чипе» компании Emulate, призваны моделировать биологию человека без использования животных. Семнадцать лет назад клеточный биолог Дональд Ингбер и его коллеги из Института Вайсса по биологически вдохновлённой инженерии Гарвардского университета направили в журнал Science статью, описывающую их модель человеческого лёгкого. Устройство было меньше USB-флешки и представляло собой прозрачную полимерную пластину с узкими каналами, выстланными клетками, которые выстилают альвеолы лёгких и кровеносные сосуды. Когда воздух закачивали в полые камеры рядом с каналами, устройство ритмично расширялось и сжималось, то есть «дышало».
Это живое движение резко отличалось от более ранних моделей лёгких, которые обычно использовали статичные культуры, не способные имитировать движения, необходимые для работы лёгких. При воздействии воспалительных белков и бактерий искусственное лёгкое Ингбера реагировало почти так же, как живые лёгкие. Это была убедительная демонстрация принципа работы системы, способной тестировать лекарства и химические вещества и служить дополнением, а то и альтернативой культурам тканей или испытаниям на животных. Тем не менее редакторы Science колебались и попросили команду Ингбера провести также испытания на мышах. Команда выполнила просьбу и опубликовала работу в 2010 году. С тех пор на статью сослались почти 5 400 других работ.
Этот эпизод отражает то, как модели на животных долгое время были выбором по умолчанию в современных биомедицинских исследованиях. Ситуация меняется. Илка Маеншмайер, исследователь в области трансляционной токсикологии и руководитель немецкой биотехнологической компании Tiss Use, вспоминает, что одной фармацевтической компании Управление по контролю за продуктами и лекарствами США отказало в разрешении на проведение клинического испытания, поскольку компания представила только данные на животных. FDA требовало данные от органов-на-чипе или сопоставимой альтернативы. «Это всё ещё редкость, — говорит Маеншмайер, — но я думаю, что такие случаи будут становиться всё более частыми».
Эти альтернативы, объединённые под общим названием NAMs, набирают популярность. Большинство из них ещё не прошли строгой проверки, однако ранние исследования указывают на их потенциал. Сейчас задача связана less с технической качеством и больше с практическими следующими шагами, включая стандартизацию систем и проведение прямых сравнений с экспериментами на животных. Превзойти модели на животных необходимо, но недостаточно для широкого внедрения.
Источник: Hacker News · Сводку подготовил HeadlinesBriefing