Il a été largement reconnu que les modèles animaux pour tester les médicaments et autres traitements médicaux présentent plusieurs défauts sérieux. Dans certains cas, ces méthodes sont contraires à l'éthique et cruelles. De plus, ces études ne sont pas toujours capables de prédire avec précision la physiologie humaine. Bon nombre de ces études comportent des coûts importants, ce qui signifie que certains médicaments pourraient ne jamais atteindre la phase de test.
Des chercheurs du monde entier ont travaillé sur le développement d'organes humains miniatures qui pourraient remplacer les tests sur les animaux et accélérer les essais de médicaments. Leurs expériences montrent que cette technologie naissante naissante peut souvent prédire la réponse de l'organisme aux médicaments et aux maladies sans utiliser de sujets vivants. L'industrie pharmaceutique exprime son intérêt pour cette technologie de la santé naissante, qui contribue à alimenter son innovation.
Organ-On-A-Chip pour les tests de dépistage de drogues
Un organe sur une puce est un dispositif créé en utilisant des méthodes de fabrication de puces électroniques. Il contient des chambres perfusées en permanence bordées de cellules humaines vivantes. De la taille d'un petit bâton de mémoire d'ordinateur, cet appareil imite la biologie et les fonctions des organes réels et est une mise à niveau des systèmes existants en usage aujourd'hui (tels que les cellules vivantes cultivées dans une boîte de Pétri).
Les scientifiques ont déjà développé différents organes sur les puces: le poumon, le cœur, l'intestin et le foie.
Lung-on-a-chip, par exemple, contient à la fois des cellules pulmonaires et capillaires avec une face exposée à un milieu semblable au sang et l'autre à l'air. Cela fournit aux scientifiques un aperçu de la partie du poumon où l'échange de gaz se produit. C'est la zone où les problèmes pulmonaires tels que les infections et le cancer se produisent souvent.
Le poumon sur une puce est flexible, de sorte qu'il s'étire et se contracte beaucoup comme un poumon humain - reproduisant la fonction de l'organe vivant.
La technologie des organes sur puce provient des laboratoires de l'Institut Wyss pour l'ingénierie biologiquement inspirée de l'Université Harvard. Certaines entreprises commerciales fabriquent maintenant des puces qui reproduisent également un organe malade. D'autres se concentrent sur la façon dont les médicaments - déjà approuvés et nouvellement développés - se comportent dans ces dispositifs en comparaison avec le corps humain. Alors que les laboratoires pharmaceutiques s'accordent à dire que l'investissement dans la technologie des puces est un objectif louable, de nouveaux investissements et des améliorations ultérieures rendront les organes sur puce encore plus utiles à l'avenir.
L'année dernière, Emulate, Inc. a annoncé une collaboration de recherche avec Johnson & Johnson et le Wyss Institute pour évaluer leur plate-forme de thrombose sur puce qui pourrait potentiellement être utilisée pour tester des médicaments connus pour causer des caillots sanguins. La puce modélise différents facteurs qui pourraient contribuer au développement d'un caillot de sang. En cas de succès, cette technologie pourrait être utilisée dans des essais cliniques de médicaments afin de minimiser le risque causé par certains médicaments - tels que les immunothérapies et les médicaments oncologiques - connus pour d'éventuels effets secondaires liés à la coagulation du sang.
Les avancées récentes dans la culture d'organes rudimentaires à partir de cellules souches pourraient également soutenir la technologie des organes sur puce. Les expériences montrent que les cellules souches humaines peuvent être programmées pour produire différents types de tissus. Bien qu'il faudra un certain temps avant que cette technique puisse être utilisée pour cultiver des organes personnalisés pour les patients transplantés, elle peut déjà être appliquée pour développer des tissus humains pour des modèles d'organes sur puce.
Sera-t-il bientôt humain sur puce?
Les scientifiques de l'Institut Wyss travaillent maintenant sur un projet ambitieux: ils cherchent à relier différents organes sur des puces pour créer une réplique du corps humain entier.
Cela pourrait aider les essais de médicaments d'une manière inégalée. Plusieurs "sujets" in vitro pourraient être testés et analysés pour leur réponse à un certain médicament dans une courte période de temps.
Homo chippiens , comme le modèle a été doublé avec humour, a également été étudié par l'US Environmental Protection Agency comme un modèle alternatif pour étudier les effets des toxines environnementales, tels que les effets de la dioxine et du bisphénol A (BPA) sur le foie humain.
À l'heure actuelle, presque tous les nouveaux médicaments doivent encore subir un long essai clinique et être testés sur des humains d'abord avant d'être mis sur le marché. Le développement d'organes humains miniatures pourrait raccourcir le processus de développement en omettant une partie du protocole d'essai d'un nouveau médicament. Certains experts, cependant, avertissent que les puces ne peuvent pas saisir toute la complexité d'un organe humain et que cette technologie a des limites qui devront être abordées avant qu'elles deviennent utiles comme de véritables alternatives aux vrais organes.