Chip in 3D giúp chấm dứt thử nghiệm trên động vật
Mỗi năm, trên toàn thế giới có hàng ngàn con vật bị sử dụng trong các giai đoạn phát triển thuốc ban đầu, tuy nhiên nhiều loại thuốc thử nghiệm trên động vật không đem lại lợi ích lâm sàng nào.
Mới đây, các nhà nghiên cứu tại Đại học Edinburgh (Anh) đã thiết kế ra một thiết bị in 3D tiên phong là “cơ thể trên vi mạch” (body-on-chip). Thiết bị này sẽ mô phỏng quá trình thuốc đi qua cơ thể của người bệnh. Nhờ nó, nhà khoa học có thể quan sát các cơ quan khác nhau phản ứng với thuốc mà không cần thử nghiệm trên động vật sống, giúp tăng tốc quá trình bệnh nhân được tiếp cận với các loại thuốc mới.
Tiến sĩ Adriana Tavares, thuộc Trung tâm Khoa học Tim mạch (CVS) của Edinburgh, kiêm người hướng dẫn nghiên cứu, cho biết: “Các thiết bị như con chip này là thứ vô cùng thiết yếu. Nó sẽ giúp làm sáng tỏ những cơ chế gây ra tác động toàn thân của các bệnh cục bộ, cũng như điều tra tác dụng không mong muốn của thuốc, chúng có thể hữu ích cho việc điều trị hoặc gây bất lợi thế nào. Thiết bị này cho thấy tiềm năng thực sự mạnh mẽ trong việc giảm số lượng lớn động vật được dùng trên toàn thế giới để thử nghiệm thuốc và các hợp chất khác, đặc biệt là ở giai đoạn đầu, khi chỉ có 2% hợp chất tiến triển thông qua quy trình khám phá”.
Con chip ra đời ở Edinburgh là thiết bị đầu tiên trên thế giới. Nó được sản xuất bằng máy in 3D, năm buồng của con chip tái hiện trái tim, lá phổi, thận, gan và não của người. Chúng được kết nối bởi những kênh mô phỏng hệ tuần hoàn ở người, các loại thuốc mới có thể được bơm thông qua đây.
Thiết bị này sử dụng kỹ thuật ghi hình bằng bức xạ positron (PET) để tạo ra các hình ảnh 3D chi tiết, cho thấy điều gì đang diễn ra bên trong các cơ quan nhỏ bé. Quy trình sẽ diễn ra như sau: các kỹ thuật viên sẽ tiêm một lượng nhỏ hợp chất phóng xạ vào chip để truyền tín hiệu đến một camera cực kỳ nhạy cảm. Hình ảnh PET cho phép các nhà nghiên cứu đảm bảo loại thuốc mới lưu thông ổn định. Nó sẽ giúp đo lường độ giải phóng của thuốc, dòng chảy ổn định kết hợp với các buồng nội tạng đủ lớn để lấy mẫu hấp thu thuốc cho mô hình toán học. Về cơ bản, nó cho các nhà khoa học thấy được thuốc mới sẽ đi đâu trong cơ thể và ở đó bao lâu. Như vậy, họ sẽ đánh giá tốt hơn hiệu quả của loại thuốc mới.
Nhà phát minh Liam Carr cho biết thêm: “Con chip này có tính linh hoạt cao. Nó có thể trở thành công cụ giá trị để tìm hiểu các loại bệnh khác nhau ở người, như ung thư, bệnh tim mạch, bệnh thoái hóa thần kinh và bệnh miễn dịch. Ví dụ, họ có thể thu được mô hình bệnh gan nhiễm mỡ và sử dụng nó để xem căn bệnh này ảnh hưởng thế nào tới các cơ quan khác như tim, não, thận,… thậm chí còn có thể kết hợp nhiều mô hình tế bào bệnh để xem bệnh tác động thế nào với nhau”.
Phương pháp tiếp cận phi động vật này có thể giảm đáng kể chi phí phát hiện thuốc, đẩy nhanh việc đưa thuốc vào lâm sàng và nâng cao hiểu biết của chúng ta về tác động toàn thân của bệnh tật ở người, bằng cách sử dụng các mô hình mang tính đại diện cho sinh học con người nhiều hơn mô hình động vật.
Thiết bị chip được phát triển thông qua Trung tâm Quốc gia về Thay thế, Tinh chỉnh và Giảm thiểu Động vật trong Nghiên cứu (NC3R) và giải thưởng nghiên cứu sinh tiến sĩ do Unilever đồng tài trợ.
Tiến sĩ Susan Bodie, thuộc Edinburgh Innovations, đơn vị thương mại hóa của trường đại học, cho biết: “Chúng tôi rất vui mừng được hỗ trợ Liam và nhóm CVS trong việc phát triển ‘body-on-chip’. Đồng thời, chúng tôi mong muốn được thấy ảnh hưởng mà thiết bị tân tiến này mang lại cho việc thử nghiệm, phát triển các hợp chất và thuốc mới trong tương lai.”□
Hiếu Ngân dịch
Nguồn: https://www.theguardian.com/science/2023/dec/27/3d-printed-chip-showing-bodys-reaction-to-drugs-could-end-need-for-animal-tests
Bài đăng Tia Sáng số 1/2024
