Erzeugt durch mikrofluidische Organ-On-A-Chip-Geräte
Seit Jahrzehnten verlässt sich die US-amerikanische Lebens- und Arzneimittelbehörde auf die Ergebnisse von Tierversuchen, um die Sicherheit und Wirksamkeit von Arzneimitteln zu belegen. Doch die Methodik ist alles andere als zuverlässig. Nur 10 % der Medikamente, die von Tierversuchen in klinische Studien am Menschen übergehen, sind erfolgreich.
Diese geringen Ergebnisse eines sehr teuren und zeitaufwändigen Verfahrens haben Forscher aus Wissenschaft und Industrie dazu veranlasst, nach einem besseren System zu suchen. Es scheint nun, dass die seit langem erwartete Durchführbarkeit der Mikrofluidik-Technologie bei Arzneimitteltests zu einem Spitzenreiter bei der Ersetzung von Tierversuchen geworden ist.
Orgel auf einem Chip
Mikrofluidische Geräte sind vielleicht am besten als Point-Of-Care-Testplattformen bekannt, die winzige Flüssigkeitsmengen für eine schnelle, kostengünstige Patientendiagnostik verwenden. Das Organ-auf-einem-Chip-Konzept basiert auf denselben physikalischen, technischen und biologischen Grundsätzen, geht aber einen Schritt weiter als diese Technologie.
Durch Auskleiden der winzigen Kanäle in einer mikrofluidischen Vorrichtung mit menschlichen Organ- und Blutgefäßzellen kann eine kontrollierte Mikroumgebung geschaffen werden, die die menschliche Physiologie und Funktion eines Organs nachahmt. Wenn Medikamente in das Ökosystem eingebracht werden, können spezifische Wechselwirkungen beobachtet und Daten zur Toxizität und anderen Wirkungen gesammelt werden.
In der wissenschaftlichen Literatur finden sich zahlreiche Berichte über Laborergebnisse, die zeigen, wie verschiedene Organ-On-A-Chip-Plattformen - von der Lunge im Los Alamos National Lab bis zur Hornhaut an der Universität Hongkong - funktionieren. Jetzt werden systematische und quantitative Bewertungen des prädiktiven Werts von Organ-Chips für das Drogentestsystem vorgenommen.
Emulate-Studie validiert Organ-Chips für prädiktive Toxikologie
In der Dezemberausgabe 2022 von Communications Medicine [Teil von Nature] berichtet Emulate, Inc. mit Sitz in Boston, MA, über überzeugende Ergebnisse zur Verwendung von Organ On a Chip für die prädiktive Toxikologie in der Arzneimittelforschung. Der wissenschaftliche Gründer Dr. Donald Ingber erklärte uns, dass die neuen FDA-Richtlinien zwar bereits in Kraft sind, ein Organchip jedoch für einen bestimmten Anwendungskontext qualifiziert werden muss und dass er robust und reproduzierbar sein, die Organfunktion genau nachahmen und natürlich statistisch signifikante Ergebnisse liefern muss. Die Emulate-Studie erfüllte alle Kriterien.
In der Studie analysierte Emulate 870 Leberchips, um ihre Fähigkeit zur Vorhersage arzneimittelinduzierter Leberschäden durch kleine Moleküle zu ermitteln, die vom Konsortium für Innovation und Qualität als Benchmarks festgelegt wurden. Diese Richtlinien definieren Kriterien für die Qualifizierung präklinischer Modelle für die Arzneimittelprüfung.
Emulate zeigte, dass der Liver-Chip die Qualifikationsrichtlinien bei einer verblindeten Reihe von 27 bekannten hepatotoxischen und nichttoxischen Medikamenten mit einer Sensitivität von 87 % und einer Spezifität von 100 % erfüllte. Die Ergebnisse dieser Studie zeigen, wie neue mikrofluidische Geräte die Drogentests beschleunigen und die Kosten senken können.
Töten Sie eine 100 Millionen Dollar Investition?
Dr. Ingber beschrieb uns die Komplexität der modernen Medizin. "Es gibt oft widersprüchliche Ergebnisse zwischen Ratten- und Hundetests, und ein Forscher muss raten, was richtig ist. Es ist oft ein feiner Unterschied, und am Ende macht man eine Investition von 100 Millionen Dollar zunichte, wenn man falsch geraten hat."
Emulate hofft, diese Entscheidung durch bessere Testdaten aus mikrofluidischen Organ On A Chip-Plattformen zu erleichtern.
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