corpo" humano poderia reduzir necessidade de testes de drogas em animais

Cientista de Los Alamos National Laboratory Rashi Iyer lidera o projeto órgão ATHENA.

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"Ao desenvolver este" minutus homo, "estamos a pisar além da necessidade de análise animal ou placa de Petri: Há enormes benefícios para o desenvolvimento de sistemas e análise de toxicidade de drogas que podem imitar a resposta dos órgãos humanos reais", disse Rashi Iyer.

Sistema de órgãos Surrogate desenvolvido para testes de toxicidade

Los Alamos, NM, Março 26, 2014-A criação de órgãos humanos de aluguel, juntamente com insights de tecnologias altamente sensíveis de espectrometria de massa, um novo projeto está à beira de revolucionar a nossa forma de tela novos medicamentos e agentes tóxicos.

ATHENA, a equipe do projeto Ectypal Human Network Analyzer da engenharia de tecidos avançada, está desenvolvendo quatro construções de órgãos humanos - fígado, coração, pulmão e rins - que são baseados em uma plataforma miniaturizada significativamente. Cada componente do órgão vai ser do tamanho de uma tela de smartphone, e todo o "corpo" ATHENA de órgãos interligados que se encaixam perfeitamente em uma mesa.

"Ao desenvolver este" homo minutus, "estamos a pisar além da necessidade de análise animal ou placa de Petri: Há enormes benefícios para o desenvolvimento de sistemas e análise de toxicidade de drogas que podem imitar a resposta dos órgãos humanos reais", disse Rashi Iyer, um sénior cientista de Los Alamos National Laboratory, laboratório líder no de cinco anos, 19 milhões dólares esforço multi-institucional. O projeto é apoiado pela Agência de Defesa Redução de Ameaças (DTRA).

"Com a criação de um sistema dinâmico global que de forma mais realista imita o ambiente fisiológico humano do que células humanas estáticos em um prato, podemos entender os efeitos químicos sobre órgãos humanos como nunca antes", disse ela. "O objetivo final é a construção de um pulmão que respira, um coração que bombeia, um fígado que metaboliza e um rim que excreta - todos ligados por uma infra-estrutura de tubulação muito semelhante à maneira como os vasos sanguíneos se conectar nossos órgãos. Enquanto alguns céticos podem acreditar que este é um sonho utópico ", disse ela," a equipe está confiante de que este é realmente viável. "

Cerca de 40 por cento dos medicamentos falham os seus ensaios clínicos, observou Iyer, e existem milhares de produtos químicos cujos efeitos sobre os seres humanos são simplesmente desconhecidos. Proporcionar um sistema realista de triagem rápida e eficaz em termos de custos, como ATHENA com capacidades de alto rendimento poderia trazer grandes benefícios para a área médica, o rastreio de forma mais precisa e oferecendo uma maior chance de sucesso do ensaio clínico.

Os resultados do esforço Vanderbilt University do projeto sobre o sistema de perfusão ATHENA será apresentado na Sociedade de Toxicologia reunião esta semana em Phoenix por co-investigador principal John Wikswo. O desenvolvimento bem sucedido e análise de uma construção órgão fígado humano - que responde a exposição a uma substância química tóxica muito parecido com um fígado de verdade - é descrita em uma apresentação relatado pelo professor da Universidade Gordon A. Caim e Diretor do Instituto de Vanderbilt para Integrativa Biosystems Research e Educação (VIIBRE) na Universidade de Vanderbilt.

"Passamos um pouco de tempo analisando os desafios na construção de construções de órgãos humanos em miniatura, e acreditamos que já descobriu como capturar as principais características que precisamos", disse Wikswo. "Há uma série de trade-offs, e não estamos tentando construir uma réplica exata de um fígado humano, mas uma in vitro modelo que nos permite medir as respostas de fígado humano para drogas e toxinas que não podem ser replicados por uma camada de células crescendo em plástico. "

O projeto ATHENA reúne principais capacidades e pesquisadores da área pioneira de pesquisa. Os componentes do projeto são divididos da seguinte forma:

• Além de liderar e coordenar o projeto, Iyer está direcionando o trabalho no órgão pulmão e rim, bem como a integração gradual e validação de todos os órgãos na plataforma perfusão ATHENA - tudo o que será executado no LANL.
• Wikswo e seu grupo VIIBRE estão construindo a plataforma de hardware que 'corre' e monitora a saúde de todo o sistema, enquanto que o primeiro órgão, a construção do fígado, que foi recentemente testado na plataforma ATHENA em VIIBRE, está sendo desenvolvido por Katrin Zeilinger, chefe do Grupo biorreator, Cirurgia Experimental, e colegas da Charité Universitätsmedizin, Berlim, Alemanha.
• Kevin Kit Parker, professor Tarr Família de Bioengenharia e Física Aplicada da Universidade de Harvard, está liderando o esforço cardíaco.
• Shuvo Roy, diretor do Laboratório Microdevices Biomédica da Universidade da Califórnia, San Francisco (UCSF), e Professor Associado de Medicina William Fissell de Vanderbilt estão desenvolvendo as construções nos rins.
• Andrzej Przekwas, CTO e vice-presidente sênior de Pesquisa de CFD Research Corporation (CFDRC), uma empresa de tecnologia em Huntsville, AL, é a construção de um modelo matemático de ATHENA para facilitar a concepção do sistema e baseado em fisiologicamente farmacocinética / farmacodinâmica (PB-PK/PD ) modelos para orientar estudos de exposição de drogas e extrapolação de dados. "Este componente é único e fundamental na construção de um sistema integrado de ex vivo imitando o corpo humano", disse o gerente do programa DTRA.
• LANL e Vanderbilt, em colaboração com CFDRC irá desenvolver um mímico sangue para sustentar os quatro dispositivos.

E como Iyer coloca "um sistema é apenas tão bom quanto a sua força analítica. . . a capacidade de espectrometria de massa de íons mobilidade sendo desenvolvido pela VU de John McLean, com uma capacidade de paralelo em Los Alamos, liderado por Srinivas Iyer, garante uma capacidade sem precedentes para interrogar o sistema e obter dados valiosos. "

Uma integração bem sucedida do órgão fígado Charité desenvolvido construir no sistema de perfusão VIIBRE construído ATHENA foi demonstrado DTRA recentemente.A equipe espera para conectar as construções do fígado e do coração neste inverno seguido pelo de pulmão e, finalmente, o rim.

A pesquisa é financiada pela Defense Threat Reduction Agency acordo # CBMXCEL-XL1-2-0001.

Legenda para a imagem abaixo: O projeto órgão ATHENA combina características de coração, fígado, rins e pulmões em uma plataforma de testes de toxicidade desktop.

fonte>lanl.gov