Forscher des Irving Medical Center der Columbia University sie entwickelten sich ein Organ-on-a-Chip-System, das aus menschlichem Herz, Leber, Knochen- und Hautgewebe und Immunzellen besteht: ein Mini-Multi-Organ-Modell des menschlichen Körpers.
Künstliche Gewebe bilden die Grundlage für Krankheitsmodelle, der menschliche Körper besteht jedoch aus einer Vielzahl von Gewebetypen, die physiologisch miteinander kommunizieren. Daher versuchen Wissenschaftler, Organ-on-a-Chip-Systeme zu entwickeln, die mehrere Organe im menschlichen Körper nachahmen und mehr Informationen über den Krankheitsverlauf und die Wirkung von Medikamenten liefern können.
Multiorganchip, der miniaturisierte menschliche Körper
Das Multiorgansystem auf einem Chip hat die Größe eines Objektträgers. Die verschiedenen „Mini-Organe“ stammen aus der gleichen Zelllinie wie menschliche induzierte pluripotente Stammzellen. Und sie sind auch miteinander "verbunden". Wie zum Beispiel? Aus einem "Blutstrom" von Immunzellen.
Wofür wird es sein? Zu mehreren Dingen: unter anderem zum Studium von Krebsmedikamenten. Als erstes wird getestet Doxorubicin, weit verbreitet und "verdächtigt", schädliche Wirkungen hervorzurufen.
Das Team entwickelte ein Computermodell, um die Absorption, Verteilung, den Metabolismus und die Sekretion dieses Medikaments durch die „Mini-Organe“ auf dem Multi-Organ-Chip zu simulieren, und untersuchte seine Wirkungen.
Die Ergebnisse
„Wir haben einige frühe molekulare Marker der Kardiotoxizität, der Hauptnebenwirkung des Medikaments, identifiziert. Der Multiorgan-Chip wurde in der Vorhersage von Kardiotoxizität und Kardiomyopathie korrigiert. Faktoren, die Ärzte oft dazu zwingen, Doxorubicin-Dosierungen zu reduzieren oder sogar die Therapie abzubrechen“, sagt Projektleiterin Gordana Vunj Vunjak-Novakovic.
Computermodelle können in zukünftigen Studien verwendet werden, um die Wirkungen anderer Medikamente genau vorherzusagen. Mehr: um bei der Interpretation von Wirkungen in klinischen Studien zu helfen.
Das Team untersucht derzeit Varianten des Multi-Organ-Chips, um Metastasen bei Brust- und Prostatakrebs, die Auswirkungen von Ischämie auf andere Organe und mehr zu untersuchen. Andere Studien werden sich mit den Auswirkungen von Covid auf Herz, Lunge und Gefäßsystem befassen.
