我们比以往任何时候都更接近用计算机芯片取代动物测试
维斯研究所
新药物或新疗法在用于人类之前,必须经过一系列严格的测试以确保其安全——不幸的是,这些测试经常涉及动物。
但美国政府一直在推动研究人员寻找更人道的替代品,无论是高效机器人或者先进的计算机算法。
最雄心勃勃的选择之一是用“芯片上的人体’——这种东西不仅有可能与动物测试的有用性相匹配,而且实际上超过了它。 科学家们比以往任何时候都更接近真正创造出这样的东西。
目前,麻省理工学院 (MIT) 的生物工程师琳达·格里菲斯 (Linda Griffith) 正在领导一项开发模拟器官计算机芯片的工作。 格里菲斯的人类生理组芯片计划已从国防高级研究计划局 (DARPA) 和美国国立卫生研究院获得数百万美元的资助, 张莎拉和有线报告。
当然,模拟人体的复杂性并不是一件容易的事,但软件和电子技术的进步意味着我们比以往任何时候都更接近正确的目标。 这些器官芯片可能首先出现在动物测试不能完全提供科学家需要的结果的情况下。
拿免疫疗法癌症治疗, 例如。 它们旨在针对人类免疫细胞上的特定蛋白质,就像将两块拼图拼在一起一样,而对动物甚至培养皿中的人类细胞进行的测试都是较差的替代品。
这些治疗方法需要针对整个人体进行测试,因此格里菲斯在芯片上建立了一个包含七个“器官”的系统,现在正在努力将其扩展到 10 个。
“这些模块旨在模仿代表广泛人体组织的特定器官系统的功能,包括循环系统、内分泌系统、胃肠道、免疫系统、外皮系统、肌肉骨骼系统、神经系统、生殖系统、呼吸系统和泌尿系统,”解释人类生理组芯片项目。
大多数器官芯片是由聚合物等合成材料制成的,这些材料通常是透明的,以便可以通过显微镜观察。
当培养的人体细胞被添加到人造结构中时,它们的行为就好像它们真的在体内一样,为药物和治疗测试开辟了宝贵的资源。 微流体管的微小循环系统使一切保持流动。
与麻省理工学院类似的项目也在其他地方进行,另一个由 DARPA 资助的器官芯片项目正在开发中。哈佛大学维斯研究所。 维斯研究所的研究人员创建的模型构建得如此巧妙它获得了设计奖去年。
其他研究人员也在研究使用其他方法来替代动物测试——包括由人体细胞开发的实验室培养迷你大脑可以在药物测试中取代动物,通过新的数学模型可以预测化学物质对人体皮肤的影响,从而无需对动物进行实验室测试。
虽然我们距离用器官芯片完全取代动物实验还有很长的路要走,但这项新研究看起来非常有前途,这是每个人都希望看到的事情发生:科学家、监管机构和制药公司都一样——而不是为了提及每年有数百万只动物遭受到美国进行测试。
这种转变已经发生了很长时间,感谢科学,我们终于看到它开始发生。