Organ-On-A-Chip dan Penelitian Medis Berkembang

Telah diakui secara luas bahwa model hewan untuk pengujian obat dan perawatan medis lainnya memiliki beberapa kelemahan serius. Dalam beberapa kasus, metode ini tidak etis dan kejam. Selain itu, studi ini tidak selalu dapat secara akurat memprediksi fisiologi manusia. Banyak dari studi ini datang dengan biaya yang luas, yang berarti beberapa obat mungkin tidak pernah sampai pada tahap pengujian.

Para peneliti di seluruh dunia telah bekerja mengembangkan organ manusia miniatur yang berpotensi menggantikan pengujian hewan dan mempercepat uji coba obat-obatan. Eksperimen mereka menunjukkan bahwa teknologi baru yang muncul ini sering dapat memprediksi respons tubuh terhadap obat-obatan dan penyakit tanpa menggunakan subyek yang hidup. Industri farmasi menunjukkan minat pada teknologi kesehatan yang mulai berkembang ini, yang membantu mendorong inovasi.

Organ-On-A-Chip untuk Pengujian Obat

Organ-on-a-chip adalah perangkat yang dibuat menggunakan metode pembuatan microchip. Ini berisi ruang perfusi terus menerus yang dilapisi oleh sel manusia yang hidup. Ukuran memory stick komputer kecil, perangkat ini meniru biologi dan fungsi organ nyata dan merupakan peningkatan pada sistem yang ada yang digunakan saat ini (seperti sel hidup yang tumbuh di cawan petri).

Para ilmuwan telah mengembangkan organ-on-chip yang berbeda: paru-paru, jantung, usus, dan hati. Paru-di-a-chip, misalnya, mengandung sel-sel paru dan kapiler dengan satu sisi terkena media seperti darah dan yang lainnya ke udara. Ini memberi para ilmuwan wawasan tentang bagian paru-paru tempat pertukaran gas terjadi. Ini adalah area di mana masalah paru-paru seperti infeksi dan kanker sering terjadi. Lung-on-a-chip fleksibel, sehingga meregang dan berkontraksi seperti paru-paru manusia - mereplikasi fungsi organ hidup.

Teknologi organ-on-chip berasal dari laboratorium Institut Wyss untuk Rekayasa Biologis di Universitas Harvard. Beberapa perusahaan komersial sekarang memproduksi chip yang mereplikasi organ yang sakit juga. Yang lain berfokus pada cara obat - baik yang sudah disetujui dan yang baru dikembangkan - berperilaku dalam perangkat ini dibandingkan dengan tubuh manusia. Karena perusahaan farmasi setuju bahwa berinvestasi dalam teknologi chip adalah upaya yang layak, investasi lebih lanjut dan penyempurnaan selanjutnya akan membuat organ-on-chip lebih berguna di masa depan.

Tahun lalu, Emulate, Inc. mengumumkan kolaborasi penelitian dengan Johnson & Johnson dan Wyss Institute untuk mengevaluasi platform thrombosis-on-a-chip mereka yang berpotensi dapat digunakan untuk menguji obat yang diketahui menyebabkan pembekuan darah. Model chip faktor yang berbeda yang dapat berkontribusi pada pengembangan bekuan darah. Jika berhasil, teknologi ini dapat digunakan dalam uji coba obat klinis untuk meminimalkan risiko yang disebabkan oleh beberapa obat - seperti obat imunoterapi dan onkologi - yang diketahui memiliki efek samping yang mungkin terkait dengan pembekuan darah.

Kemajuan terbaru dalam menumbuhkan organ-organ yang belum sempurna dari sel-sel induk juga dapat mendukung teknologi organ-on-a-chip. Eksperimen menunjukkan bahwa sel induk manusia dapat diprogram untuk menghasilkan berbagai jenis jaringan. Meskipun akan membutuhkan waktu sebelum teknik ini dapat digunakan untuk menumbuhkan organ yang dipersonalisasi untuk pasien transplantasi, itu sudah dapat diterapkan untuk menumbuhkan jaringan manusia untuk model organ-on-a-chip.

Akan Segera Ada Manusia-On-A-Chip?

Para ilmuwan di Wyss Institute sekarang sedang mengerjakan proyek ambisius: Mereka mencari untuk menghubungkan berbagai organ-on-chip untuk membuat replika seluruh tubuh manusia. Ini dapat membantu uji coba narkoba dengan cara yang tak tertandingi.Beberapa “subjek” in vitro dapat diuji dan dianalisis untuk respons mereka terhadap obat tertentu dalam waktu singkat.

Homo chippiens, seperti model yang telah dijuluki lucu, juga telah dieksplorasi oleh Badan Perlindungan Lingkungan AS sebagai model alternatif untuk mempelajari efek racun lingkungan, seperti efek dioxin dan Bisphenol A (BPA) terhadap hati manusia.

Saat ini, hampir semua obat baru masih perlu menjalani uji klinis yang panjang serta diuji pada manusia terlebih dahulu sebelum masuk ke pasar. Pengembangan organ manusia miniatur mungkin membuat proses pengembangan lebih pendek dengan melewatkan sebagian protokol uji coba obat baru. Beberapa ahli, bagaimanapun, memperingatkan bahwa chip tidak dapat menangkap kompleksitas penuh dari organ manusia dan bahwa teknologi ini memiliki keterbatasan yang perlu ditangani sebelum menjadi berguna sebagai alternatif yang benar untuk organ nyata.