211service.com
Ātrāks toksicitātes ekrāns
Zāļu kandidāti, kas šķiet daudzsološi sākotnējās laboratorijas pārbaudēs, bieži cieta neveiksmi, kad tiem tiek pārbaudīta toksicitāte ar dzīvniekiem, kas ir laika un naudas izšķiešana farmācijas uzņēmumam. Turklāt ķīmijas un kosmētikas uzņēmumi arvien vairāk meklē lētus un efektīvus veidus, kā pārbaudīt potenciālos produktus attiecībā uz toksicitātes problēmām, neizmantojot izmēģinājumus ar dzīvniekiem. Tagad pētnieki ir izstrādājuši biočipu, kas varētu izsijāt savienojumus ar toksicitātes problēmām daudz agrāk zāļu izstrādes procesā. Tas varētu būt arī noderīgs, lai ātri pārbaudītu ķīmiskās vielas un kosmētiku, lai noteiktu iespējamo toksicitāti.
Toksisko vielu testeris : Cilvēka aknu šūnas ir punktētas visā jaunajā mikroshēmā, ko var izmantot, lai ātri noteiktu, vai dažādas ķīmiskās vielas, zāles un zāļu kandidāti ir toksiski. Kopā ar citu biočipu, ko iepriekš izstrādājuši tie paši pētnieki, šī tehnoloģija varētu nodrošināt precīzu alternatīvu izmēģinājumiem ar dzīvniekiem.
To sauc par DataChip (datu analīzes toksikoloģijas testa mikroshēmu), kas ļauj ļoti ātri noteikt, vai savienojums varētu būt toksisks. Džonatans Dordiks , bioķīmiskais inženieris Rensselaer Polytechnic Institute (RPI) Trojā, Ņujorkā, un Solidus Biosciences līdzdibinātājs, jaunuzņēmums, kas komercializē tehnoloģiju. Mikroshēma uz stikla mikroskopa priekšmetstikliņa satur miniatūru masīvu, kurā ir vairāk nekā tūkstotis 3-D šūnu kultūru, katra 20 nanolitru lielumā. Katra šūnu kultūra spēj pārbaudīt dažādas ķīmiskas vielas toksicitāti. Miniaturizācija ļauj pārbaudīt savienojumus augstas caurlaidības veidā, kas ir svarīgi zāļu atklāšanas sākumposmā, kad ir jāpārbauda tūkstošiem zāļu kandidātu.
Dordiks un Duglass Klārks , ķīmijas inženieris Kalifornijas universitātē Bērklijā un Solidus Biosciences līdzdibinātājs, apraksta DataChip 26. decembra tiešsaistes agrīnajā izdevumā. Proceedings of the National Academy of Sciences .
Tradicionālā toksicitātes pārbaude ietver dzīvnieku vai audu paraugu izmantošanu, metodes, kas ir laikietilpīgas un dārgas. Tāpat, sākot ar 2009. gadu, Eiropas kosmētikas uzņēmumiem tiks aizliegts veikt izmēģinājumus ar dzīvniekiem, padarot nepieciešamību pēc jaunām in vitro metodēm vēl svarīgāk.
Vairākas grupas strādā pie aknu modeļiem, lai prognozētu zāļu toksicitāti, jo daudzi savienojumi tiek metabolizēti aknās. (Skatiet sadaļu Liver Models Go to Market.) Pat ja pašas zāles nav toksiskas, to metabolīti var būt. 2005. gadā RPI un Bērklija pētnieki ziņoja, ka ir izstrādāti tā, ko grupa sauc par MetaChip, mikroshēmu, kas imitē savienojumu metabolismu aknās. Pētnieki saka, ka, apvienojot abas biočipas, tagad varētu būt iespējams precīzi paredzēt ķīmisko vielu un zāļu kandidātu toksicitāti, neizmantojot dzīvniekus.
Programmā MetaChip aknu enzīmi tiek novietoti uz atsevišķiem plankumiem uz priekšmetstikliņa, un testa savienojumi tiek novietoti uz šīm vietām, lai tie tiktu metabolizēti ar enzīmu palīdzību. Kad MetaChip un DataChip ir savienoti kopā, DataChip var analizēt MetaChip ražotos metabolītus un noteikt, vai tie ir toksiski. Galvenais jauninājums ir toksicitātes testa savienošana ar vielmaiņu — tas viss tiek veikts augstas caurlaidības ekrānā, saka Salmans Khetani, MIT pēcdoktors un uzņēmuma Hepregen līdzdibinātājs, kas arī izstrādā aknu modeļus.
Jebkāda veida šūnas var iekļaut DataChip, lai jūs varētu būt prognozējošs ne tikai pret aknu šūnām, ar kurām tagad saskaras lielākā daļa tehnoloģiju, bet ne tikai aknās, bet arī citus orgānu tipus, saka Dordiks. Piemēram, ādas šūnas varētu izmantot, lai ātri pārbaudītu jaunas ķīmiskas vielas un kosmētiku, lai noteiktu ādas toksicitāti.
Atsevišķās šūnu kultūras mikroshēmā ir ietvertas hidrogēla lāsēs uz stikla priekšmetstikliņa, kas ļauj cilvēka šūnām augt trīsdimensiju veidā. Tas ir svarīgi, atdarinot, kā savienojums ietekmēs reālos ķermeņa audus, saka Dordiks.
Protams, jaunā tehnoloģija saskaras ar daudzām problēmām, pirms tā kļūst par precīzu zāļu skrīninga metodi. Pirmkārt, DataChip novērtē toksicitāti, aplūkojot, kā savienojumi ietekmē šūnu augšanu. Bet augšanu var ietekmēt arī šūnu vide, šajā gadījumā hidrogels, saka Linda Grifita , MIT Biotehnoloģiju procesu inženierijas centra direktors, kura grupa strādā pie aknu modeļiem, kas tiks izmantoti vēlākā zāļu izstrādes procesa posmā. Piemēram, pētnieki pārbaudīja DataChip ar šūnām no krūts vēža šūnu līnijas, un citu laboratoriju pētījumi ir parādījuši, ka matricas mehāniskās īpašības veicina šūnu signālu pārraidi un gēnu ekspresiju, saka Grifits.
Bet, neskatoties uz šādiem ierobežojumiem zāļu pārbaudē, jaunā biočipu kombinācija varētu būt noderīga kā agrīns narkotiku kandidātu skrīninga instruments. RPI un Bērklija pētnieki uzskata, ka šī kombinācija varētu nodrošināt ātru un vienkāršu veidu, kā pārbaudīt kosmētiku bez izmēģinājumiem ar dzīvniekiem.