اندام تراشه شانس موفقیت در تولید دارو را افزایش می‌دهد!

 اندام تراشه شانس موفقیت در تولید دارو را افزایش می‌دهد!

کد مطلب: ۹۹۰۷۰۵۰۶
اندام تراشه یا Organ on a chip دستگاهی است که می‌تواند در صنعت داروسازی بسیار کارآمد واقع شود.
اندام تراشه یک یا چند محفظه میکروسیال زیست سازگار موسوم به تراشه دارد. این دستگاه بسیار کوچک می‌تواند محیط فیزیولوژیک بدن را شبیه سازی کند. اندازه کوچک، مقرون به صرفه بودن، کنترل دقیق محیط و بسیاری عوامل دیگر، محققین صنعت داروسازی را به استفاده از اندام تراشه سوق می‌دهد. اندام تراشه می‌تواند در فرآیند تولید دارو به دو طریق موثر واقع شود: کاهش میزان شکست تولید دارو و ساخت داروهای شخصی سازی شده.
برای آشنایی با کاربردهای اندام تراشه با تیم تحریریه علمی شتابدهنده دارویی هنام همراه باشید.

اندام تراشه چیست؟

اندام تراشه محیط‌های ریز ایجاد شده با استفاده از فناوری میکروسیالی است.
این میکروسیال‌ها که با سلول‌های انسانی پوشانده شده، قادر به تقلید از محیط طبیعی اندام‌های مرتبط است.
اندام تراشه محققان را قادر می‌سازد شرایطی ایجاد کنند که بتواند بهتر شرایط پاتوفیزیولوژیک بدن انسان را شبیه‌سازی کند.

ساختار فضایی سلول‌ها همراه با جریان کنترل شده هوا، خون و مواد مغذی شرایطی مشابه بدن ایجاد می‌کند. مولکول دارویی می‌تواند با جریان در گردش مخلوط شود تا هر سلول در معرض درمان قرار گیرد. طبیعت شفاف اندام تراشه امکان تصویربرداری از سلول برای تعیین زمان واقعی پاسخ به داروی تجویز شده را فراهم می‌کند.
به علاوه ممکن است چندین ارگان مختلف به یکدیگر متصل شوند.
در این حالت می‌توان تاثیر ترکیب دارویی را بر اندام‌های دیگر به غیر از اندام مورد نظر بررسی کرد.
هم‌چنین داروهایی که روی یک فرد اثر مثبتی دارند، لزوماً روی یک جمعیت موثر نیستند. Organ on a chip می‌تواند از طریق کشت سلول‌های اولیه از اهداکنندگان (یا با تبدیل IPSC ها به سلول‌های مورد نظر) و آزمایش اثر دارو برای یک جمعیت، مورد استفاده قرار گیرد.

در هننام بخوانید: اندام تراشه ، یکی از ده فناوری برتر در حال ظهور!

مطالعات پیش‌بالینی دارو:

قبل از اینکه ترکیب پیشرو دارویی وارد آزمایشات بالینی شود، مطالعات در شرایط آزمایشگاهی و روی مدل‌های حیوانی انجام می‌شود. با این آزمایشات، فارماکودینامیک و فارماکوکینتیک ترکیب دارویی مشخص می‌شود. با این حال، این مطالعات ممکن است بطور دقیق نشان دهنده اثر بخشی و ایمنی ترکیب دارویی در انسان نباشد. به همین دلیل میزان بالایی از شکست در داروهایی که وارد آزمایشات بالینی می‌شوند، وجود داشته است.
این شکست‌ و هزینه‌ها نشان‌دهنده نیاز به مدل‌های مشابه‌تر به سیستم‌های انسانی در مرحله پیش‌بالینی تولید دارو است.
یکی از پیشرفت‌های اخیر در مدل‌سازی in vitro، فناوری اندام تراشه است.

اندام تراشه در فرآیند تولید دارو:

اندام تراشه - 1

در دسترس بودن اندام تراشه فرصت‌های زیادی را برای درک پاتوژنز بیماری‌های انسان فراهم می‌کند.
تکنولوژی Organ on a chip مدل بالقوه بهتری برای غربالگری دارو فراهم می‌کند؛ زیرا این مدل از یک محیط سه بعدی پویا مشابه بدن انسان تشکیل شده است.

داروهای جدید به دو دلیل ممکن است با شکست مواجه شوند:

دارو تست‌های سلولی در آزمایشگاه را با موفقیت پشت سر بگذارد اما هنگام آزمایش بر روی ارگانیسم‌های زنده، با شکست مواجه شود.
دارو نتایج مثبتی در تست‌های حیوانی داشته باشد اما در آزمایشات انسانی، شکست بخورد.

اندام تراشه می‌تواند با ایجاد یک محیط پیچیده برای ارزیابی دارو، در هر دو حالت به افزایش موفقیت کمک کند. علاوه بر این اندام تراشه می‌تواند با سلول‌های خاص بیمار ادغام شود.
در نتیجه درمان بر روی سلول‌هایی دارای کد ژنتیکی مشابه بیمار بررسی و آزمایش می‌شود.

نارسایی آزمایشات موجود:

ظروف کشت دو بعدی ابزارهای قوی برای سنجش در مراحل اولیه هستند؛ در حالی که مدل‌های حیوانی محیط فیزیولوژیکی پیچیده‌تری را ارائه می‌دهند. با این حال، اندام‌های موجود در بدن ما ماهیتی سه بعدی دارند. نمی‌توان رفتار پیچیده سلول‌ها را در محیط کشت دو بعدی مدل‌سازی کرد.
هم‌چنین، پاسخ مدل‌های حیوانی به ترکیب جدید لزوماً نتایج مشابه را در بدن انسان تضمین نمی‌کند.

اندام تراشه چگونه هزینه تولید دارو را کاهش می‌دهد؟

هزینه ناشی از شکست در تولید داروی جدید می تواند به ۳-۲ میلیارد دلار هم برسد.
نیازی به گفتن نیست که جان تعداد زیادی از حیوانات آزمایشگاهی طی آزمون و خطا در مطالعات از دست می‌رود. بنابراین، فناوری‌های پیشرفته‌تری برای تسهیل انجام مطالعات در محیط‌های بیولوژیک مورد نیاز است. هزینه‌های بالای تولید دارو، فناوری‌های پیشرفته‌تری را می‌طلبد.
مدل‌های دقیق‌تر برای آزمایش داروهای کاندید احتمالی می‌توانند برخی هزینه‌های مرتبط را کاهش دهند.

اندام تراشه می‌تواند با جایگزینی فرآیند آزمون و خطا با یک روش کارآمد و مطمئن‌تر، میلیون‌ها دلار صرفه جویی کند. نمونه‌هایی از تراشه‌های ساخته شده روی ارگان شامل روده تراشه، کبد تراشه، ریه تراشه، عضله تراشه، قلب تراشه، اندام‌های متعدد تراشه و غیره است.
در ادامه با چند نمونه از مدل‌های اندام تراشه برای بررسی برخی بیماری‌ها آشنا می‌شویم.

در هنام بخوانید: اندام تراشه چه کاربردهایی دارد؟

مدل‌های اندام تراشه:

انواع مدل‌های اندام تراشه - 2

قلب تراشه: امکان تقلید از حرکات Frank-Starling در قلب و هم‌چنین نمایش انقباضات auxotonic مناسب.
کلیه تراشه: جمع کردن سلول‌های عملکردی در گلومرول و امکان فیلتر شدن انتخابی بیشتر در مدل های کلیه. شبیه سازی نفروپاتی دیابت شیرین نوع دوم در گلومرول.
ریه تراشه: ثابت شده است که تهویه بیومکانیکی باعث افزایش مقاومت برخی سرطان‌های ریه در برابر درمان‌های سنتی می‌شود.
در این مدل‌ها، شرکت‌های دارویی از این مساله برای کشف داروها استفاده می‌کنند.
روده تراشه: شبیه سازی بسیاری از فعل و انفعالات میکروب میزبان با ارگانوئید روده (سالمونلا، هلیکوباکتر پیلوری، سی.دیفیسیل).
کبد تراشه: بیوپرینتینگ بافت کبدی برای حفظ طولانی‌تر عملکرد کبد و ایجاد فرصت بهتر برای مطالعه متابولیسم دارو.
اندام‌های متعدد تراشه: قادر به نشان دادن سمیت بلئومایسین در یک ساختار چند ارگانیک از قلب، ریه‌ها و کبد. بعد از متابولیسم، بلئومایسین با تغییر ضربان قلب و در نهایت توقف ضربان سازه قلب، سمیت کاردیومیوسیت را نشان داد.

اندام تراشه برای داروهای شخصی سازی شده:

Organ on a chip - 3

داروهای شخصی سازی شده با هدف یافتن بهترین دارو و مناسب‌ترین دوز برای هر بیمار طراحی می‌شوند. روش‌های سنتی برای رسیدن به این هدف یا ناتوان هستند و یا پرزحمت و وقت گیر هستند. همین امر این روش‌ها را برای دست یابی به این هدف نامناسب می‌سازد. با این حال، می‌توان جنبه‌های فیزیکی و شیمیایی وضعیت هر فرد را با استفاده از نمونه سلول‌های بیمار در اندام تراشه تقلید کرد.

سلول‌ها را می ‌توان با استفاده از سلول‌های اولیه بیمار یا برگرداندن سلول‌ها به IPSC و سپس تبدیل آن‌ها به نوع سلول مورد نظر که می‌توان روی تراشه کشت کرده و در معرض دوزهای مختلف دارو قرار داد، به دست آورد. این دارو را می‌توان با مایع در گردش مخلوط کرد. در این حالت این سلول‌ها به روشی مشابه با محیط واقعی سلول‌های بدن در معرض داروها قرار می‌گیرند.

سایر فاکتورهای اساسی مرتبط با بافت مورد نظر از جمله سطح اکسیژن، فعال سازی و پویایی جریان را می‌توان براساس داده‌های سلامت تنظیم کرد.

منابع:

تبلیغات دیجی کول

ملیحه عظیمی زاده

من ملیحه عظیمی زاده هستم، دانشجوی سال سوم داروسازی دانشگاه علوم پزشکی تهران. مدتی هست که در حوزه‌ی تولید و بازاریابی محتوا فعالیت می‌کنم و به دیجیتال مارکتینگ و سئو علاقه‌مندم.

Write a Review

پیشنهاد می‌کنیم این‌ها را هم بخوانید:

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *