Nuevos "Biochips" que imitan nuestros cuerpos podrían acelerar el desarrollo de medicamentos
Device_Green UC Berkeley: Un chip organoid, encima de un portaobjetos de microscopio. La investigación se diseña para encontrar maneras de conseguir funciones en el tejido vivo como verdaderos órganos humanos.
Autor(es): Daniela Hernandez, Kaiser health news
Enlace: www.wired.com 08//2014
Device_Green UC Berkeley: Un chip organoid, encima de un portaobjetos de microscopio. La investigación se diseña para encontrar maneras de conseguir funciones en el tejido vivo como verdaderos órganos humanos.
Autor(es): Daniela Hernandez, Kaiser health news
Enlace: www.wired.com 08//2014
Imagínese si los científicos pudieran recrear usted-o al menos parte de ti-en un chip. Eso podría ayudar a los médicos a identificar los medicamentos que ayuden a sanar más rápido, sin pasar por el proceso de ensayo y error a veces dolorosa y los gastos fuertes que carga nuestro sistema de salud.
En este momento, dentro de un laboratorio en la Universidad de California, Berkeley, los investigadores están trabajando para que esto suceda. Están tratando de hacer crecer el tejido de órganos humanos, como el corazón y el hígado, en diminutos chips. Estos no son los chips de ordenador estándar. Son redes decorativos, derivadas de células adultas de la piel forzadas a convertirse en el tipo de tejido científicos quieren estudiar, que crece en cámaras de plástico-tubería como minúsculas pegados encima de un portaobjetos de microscopio.
La investigación está diseñada para encontrar maneras de conseguir que el tejido de vivir y cómo imitar verdadera funcionan los órganos humanos. Si es así, podrían ofrecer una forma barata y rápida de eliminar a los tratamientos que son tóxicos o simplemente no funcionan. El objetivo es eliminar a cabo desde el principio, en el laboratorio, en sustitución de, al menos, algunos de los tediosos años de ensayos en animales y seres humanos.
Lo que es más, porque las drogas que tradicionalmente se desarrollan con un-todo un enfoque único, los médicos a menudo no saben cuánto los medicamentos funcionará en pacientes individuales. Según Anurag Mathur, uno de los investigadores de Berkeley, estos chips podría conducir a "una medicina personalizada, lectura de cualquier medicamento que desea probar específica del paciente."
La investigación se diseña para encontrar maneras de conseguir funciones en el tejido vivo como verdaderos órganos humanos.
Financiado por $ 1,2 partir de la aceleración de la red-una nueva agencia curas establecido por la ley-la salud federal proyecto Berkeley "Obamacare" es parte de un esfuerzo más amplio para explorar lo que se llaman "chips organoides." Los curas está financiando varios proyectos de biochips, y en un estudio publicado en la revista Nature Medicine en mayo pasado, científicos de la Universidad de Harvard y otros investigadores utilizaron un enfoque de "centro-on-chip" para investigar el síndrome de Barth, un trastorno genético que afecta el tejido cardíaco. Este tipo de investigación se encuentra todavía en las primeras etapas, pero si tiene éxito, podría simplificar significativamente los estudios de drogas e incluso reducir los precios de los medicamentos.
En este momento, puede tomar miles de millones de dólares y años para desarrollar un solo medicamento. Porque todo aquel que reciba la aprobación de la Administración de Alimentos y Medicamentos, otros 40.000 no lo hacen a través del proceso. Eso aumenta los gastos de las empresas, y los expertos señalan a menudo a estas tendencias sombrías como una de las causas fundamentales de los altos precios de los nuevos medicamentos. Si la investigación organoid sale bien, podría ser tanto como una mejora de 10 veces en la velocidad, el costo, y la exactitud de desarrollo de nuevos fármacos, según el Dr. Chris Austin, el director del Centro Nacional para el Avance de las Ciencias Traslacional (NCAT ), una agencia dentro de los Institutos nacionales de Salud que supervisa la aceleración de la red curas.
Semiconductores Vivir
La tecnología toma prestado de las técnicas desarrolladas por las décadas de la industria de semiconductores hace para hacer transistores de los componentes básicos de la computadora moderna. La posibilidad de imprimir transistores cada vez más pequeños a velocidades más rápidas permitió computadoras para reducir el tamaño de caras gigantes tamaño de una habitación en máquinas portátiles baratas, ampliamente disponibles con muchos más usos que los inventores jamás imaginados. Esa revolución fue sembrado con dinero del programa espacial de la nación, y ahora, algunos científicos dicen, la biotecnología tiene una oportunidad similar.
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Un chip organoid, encima de un portaobjetos de microscopio. UC Berkeley
Una vez que el plan se establece para tipos específicos de biochips-los que imitan la estructura del hígado o el intestino, por ejemplo-la fabricación de ellos con el tiempo podrían costar tan poco como unos pocos dólares, dice Peter Loskill, uno de los científicos de Berkeley. La difícil-y caro-parte es asegurarse de que las células se ensamblan correctamente y que estos microtejidos funcionan como si fuera real. Eso es lo que el laboratorio de Berkley, dirigido por el bioingeniero Kevin Healy, se está centrando ahora.
Eventualmente, los científicos creen que podrían ejecutar varios experimentos sobre fármacos candidatos y varias dosis diferentes en diferentes tejidos a la vez. Sería algo así como el equivalente de una computadora paralela masiva, pero para la biología. Mathur y Loskill están comenzando con la construcción de un chip combinado que contiene el corazón y el tejido hepático en colaboración con otro bioingeniero, Luke Lee, y su laboratorio en Berkeley. Si su trabajo tiene éxito, esperan colaborar con otros grupos de la aceleración de la red curas para conectar diversos órganos proto, al estilo Lego, para crear un modelo muy simple del cuerpo humano. Este tipo de trabajo podría dar a los científicos una visión de cómo y por qué funcionan las medicinas en órganos individuales y cómo afectan a los sistemas enteros.
En lugar de Animales
Ciertamente, algunos expertos se muestran escépticos. Fundamentalmente, se cuestionan qué tan bien estos chips imitan la estructura y la función del órgano real. Después de todo, carecen de vasos sanguíneos, por lo que sólo viven durante meses como máximo. Además, que no se reproducen todas las complejidades de verdaderos órganos y sistemas de órganos. En el caso de aquellos que imitan el cerebro, los investigadores han dicho que la función del cerebro adulto subyacente circuitos de pleno derecho no es del todo allí.
Mientras tanto, otros cuestionan si este trabajo será en última instancia, traducirse en precios más bajos. "En este momento, [de] cualquier droga que se descubrió, la gente puede cobrar lo que quieren porque no hay competencia", dice Atul Butte, un científico de datos en la Universidad de Stanford y co-fundador de NuMedii, una startup con sede en Palo Alto que está buscando nuevas maneras de utilizar los medicamentos existentes.
Pero si llegan a buen término, organoides podrían dar lugar a oportunidades aún mayores, más allá de la velocidad de la investigación de fármacos y el precio de los medicamentos. Hoy, mucho trabajo pre-clínico se realiza en animales y no siempre produce resultados que imitan el funcionamiento de los sistemas humanos. "Las lagunas de conocimiento que nos enfrentamos en la investigación biomédica son enormes. Nosotros simplemente no sabemos casi nada sobre las causas de las enfermedades ", dice Bernard Muñoz, fundador del Centro para la Investigación en Innothink innovación biomédica que también forma parte del consejo de aceleración de red curas. "Realmente estamos lanzando dardos."
Organoides pueden cambiar eso. Al menos en teoría.
Kaiser Health News es un programa editorialmente independiente de la J. Henry Kaiser Family Foundation, una organización de investigación de políticas de salud y de comunicación sin fines de lucro, no partidista no afiliada con Kaiser Permanente.
