Ny teknik härmar kroppen och minskar antalet djurförsök

Forskarna har utvecklat en fysisk plattform med kanaler där vätska kan flyta mellan olika chip som funktionellt representerar mänskliga organ. Chipet på bilden härmar lungorna.
Publicerad 2020-01-28

Forskare vid KTH och Harvard University har ägnat de senaste åtta åren och cirka 370 miljoner kronor åt att bygga teknik som kan härma hur människokroppens olika organ tar upp läkemedel. Syftet är att minimera mängden djurförsök samt snabba upp processen att ta fram nya läkemedel

Mikrofysiologiska system, så kallas tekniken som bland annat imiterar processen när mänskliga organ tar upp olika mediciner.

Det forskarna gjort är att utveckla vad de kallar "The Interrogator", en fysisk plattform med kanaler där vätska kan flyta mellan olika chip som funktionellt representerar mänskliga organ. Varje chip är ungefär lika stort som ett USB-minne, och organen - åtta till antalet - är tarmarna, levern, njurarna, hjärtat, lungorna, hjärnan samt blod-hjärnbarriären.

Anna Herland

För att testa teknikens förmåga att härma människokroppen har forskarna studerat utbytet av en blodliknande vätska samt läkemedel mellan de olika organen. Genom den fysiska plattformen och nyutvecklade beräkningsmodeller kan nu forskarna förutsäga hur ett läkemedel tas upp i kroppen, vilken koncentration det når i blodet och hur länge det stannar i kroppen, det vill säga farmakokinetik. Dessutom har forskarna tittat närmare på de farmakologiska effekterna av cancerläkemedlet Cisplatin. Detta ordineras normalt intravenöst och har negativa biverkningar för så väl njurarna som benmärgen.

- Studierna visar att tekniken kan reproducera läkemedlets effekter i patienterna, vilket inkluderar en minskning av vissa vita blodceller och en ökning av biomarkörer som visar på njurskador, säger Anna Herland, universitetslektor vid avdelningen mikro- och nanosystem på KTH. Hon är en av forskarna som har lett studierna och teknikutvecklingen.

Syftena med tekniken är flera. För det första så kostar läkemedelsforskning mycket pengar att utföra. För det andra så är det bara cirka 14 procent av alla läkemedel som i slutändan passerar den amerikanska kontrollmyndigheten Food and Drug Administration (FDA), och till slut når marknaden. Tekniken är alltså tänkt att adressera de här problemen, men också minska behovet av djurförsök.

Forskningsarbetet har resulterat i två vetenskapliga publiceringar i Nature Biomedical Engineering: Quantitative prediction of human pharmacokinetic responses to drugs via fluidically coupled vascularized organ chips , och Robotic fluidic coupling and interrogation of multiple vascularized organ chips .

Text: Peter Ardell

För mer information, kontakta Anna Herland på 08 - 790 84 31 eller aherland@kth.se