นักวิทยาศาสตร์คิดค้นชิปซิลิโคนคอมพิวเตอร์บรรจุเซลล์มนุษย์ที่มีชีวิตเพื่อใช้ทดสอบความปลอดภัยของยารักษาโรค

organ chip

ชิปซิลิโคนขนาดเล็กกว่าฝ่ามือเด็กบรรจุเซลล์มีชีวิตของมนุษย์เอาไว้เพื่อให้ทำงานและตอบสนองได้เช่นเดียวกับอวัยวะใดอวัยวะหนึ่งเป็นการเฉพาะ ชิพเหล่านี้ได้รับการพัฒนาขึ้นมาโดยโครงการทดสอบยาด้วยชิปเนื้อเยื่อ (Tissue Chip for Drug Screening Program) เพื่อทดสอบความปลอดภัยของส่วนผสมของยารักษาโรค

โครงการนี้จัดทำโดย National Center for Advancing Translational Sciences หรือ NCATS คุณ Danillo Tagle เป็นผู้ช่วยผู้อำนวยการของศูนย์อธิบายว่าชิปรูปทรง 3-D ที่พัฒนาขึ้นมานี้สามารถเลียนแบบการทำงานของปอดได้อย่างไร

Micro pumps and mirco tubes

คุณ Tagle กล่าวว่าในกรณีของปอด เซลล์ในตัวชิปจะทำหน้าที่เป็นถุงลม สามารถหายใจเอาอากาศเข้าไปและขยายตัวได้ สามารถสูดเอาอากาศและของเหลวเข้าไปได้เหมือนปอด ในกรณีของหัวใจ เซลล์ในชิปซิลิโคนจะทำหน้าเป็นกล้ามเนื้อหัวใจที่สูบฉีดเลือดและมีจังหวะการเต้นของหัวใจ ส่วนชิปซิลิโคนที่บรรจุเซลล์อวัยวะระบบย่อยอาหารจะลอกเลียนการทำงานของกระเพาะอาหารและลำใส้ของมนุษย์

ในการทดสอบความปลอดภัยของยารักษาโรค นักวิจัยใช้ท่อขนาดจิ๋วฉีดยาเข้าไปในตัวชิปซิลิโคน การทดสอบกับชิปที่เซลล์ลอกเลือนการทำงานของอวัยวะมนุษย์นี้ช่วยให้ผลการทดสอบแม่นยำกว่าการทดสอบกับสัตว์ทดลอง

ศูนย์ NCATS อนุมัติเงินสนับสนุนการวิจัยจำนวน 17 ล้านดอลล่าร์สหรัฐเพื่อใช้ในการพัฒนาระบบที่ลอกเลือนการทำงานอวัยวะทุกส่วนในร่างกายภายในสามปีข้างหน้า

คุณ Tagle ผู้ช่วยผู้อำนวยการศูนย์ NCATS กล่าวว่าเป้าหมายคือการพัฒนาชิปซิลิโคนที่บรรจุเซลล์เลียนแบบการทำงานของอวัยวะมนุษย์ทั้งระบบดังกล่าวนี้จะเชื่อมต่อเข้าด้วยกันและทำงานพร้อมกันเป็นระบบเหมือนการทำงานของร่างกายมนุษย์ เพียงแต่อยู่ในรูปแบบของชิปเท่านั้น

Organs on chip lab

ทีมนักวิจัยชี้ว่าชิปเซลล์เลียนแบบการทำงานของร่างกายทั้งระบบจะช่วยให้นักวิจัยสามารถทดสอบผลของยาต่ออวัยวะแต่ละส่วน อาทิตรวจหาผลเสียของยาต่อตับในขณะที่ติดตามดูผลการรักษาต่ออวัยวะเป้าหมาย

คุณ Tagle กล่าวว่ายารักษาโรคชนิดใหม่ๆอาจจะผ่านการทดสอบความปลอดภัยเบื้องต้นระหว่างการทดสอบในห้องทดลองกับสัตว์ทดลอง แต่เมื่อนำไปทดสอบในคน กลับมีผลข้างเคียงที่เป็นอันตราย

ทีมนักวิทยาศาสตร์ต้องการให้ขั้นตอนการพัฒนายารักษาโรคง่ายและรวดเร็วมากขึ้น พวกเขาหวังว่าชิปซิลิโคนบรรจุเซลล์มีชีวิตจากร่างกายคนจะช่วยให้พวกเขาสามารถระบุได้ว่ายารักษาโรคตัวใดปลอดภัยที่สุดก่อนที่จะไปทดลองรักษาทางคลีนิค