ΕΠΙΣΤΗΜΗ

Σχεδιάζουν μια «μικρογραφία» ανθρώπινου οργανισμού

Σχεδιάζουν μια «μικρογραφία» ανθρώπινου οργανισμού

Μια «μικρογραφία» του ανθρώπινου οργανισμού θέλουν να δημιουργήσουν επιστήμονες από αμερικανικά πανεπιστήμια και ινστιτούτα, η οποία θα αντικαταστήσει σε πολλές περιπτώσεις τα πειραματόζωα, τα οποία χρησιμοποιούνται σήμερα για τις δοκιμές φαρμάκων ή άλλων χημικών.

Το πρότζεκτ χρηματοδοτείται με 19 εκατομμύρια δολάρια και ξεκίνησε πριν από ένα μήνα, με στόχο να ολοκληρωθεί σε μία πενταετία. Κατά τη διάρκειά του, οι επιστήμονες θα αναπτύξουν τα τέσσερα ομοιώματα ανθρώπινων οργάνων που θα έχει η «μικρογραφία» (καρδιά, ήπαρ, πνεύμονα και νεφρό), ώστε από το 2016 να είναι έτοιμη να χρησιμοποιηθεί σε μελέτες τοξικότητας για μια μεγάλη γκάμα από ουσίες.

Το πρότζεκτ ονομάζεται ATHENA (Advanced Tissue-engineered Human Ectypal Network Analyzer) και προβλέπει πως τα τέσσερα «εξαρτήματά» του δεν θα έχουν μεγαλύτερο μέγεθος από την οθόνη ενός smartphone. Επομένως, η «μικρογραφία» θα έχει αρκετά περιορισμένες διαστάσεις για να μπορεί να τοποθετηθεί πάνω σε έναν πάγκο εργαστηρίου. Επίσης κάθε ένα «εξάρτημα» θα συνδέεται με τα υπόλοιπα με μικρά σωληνάκια, ώστε να «επικοινωνεί» μαζί τους περίπου όπως τα ανθρώπινα όργανα διασυνδέονται μεταξύ τους μέσω των αιμοφόρων αγγείων.

Οπως αναφέρει ο Rashi Iyer στο σάιτ του Εθνικού Εργαστηρίου του Λος Αλαμος, το οποίο είναι επικεφαλής του πρότζεκτ, ο στόχος είναι να αναπτυχθεί μια εναλλακτική λύση που θα καταργεί τη χρήση των πειραματόζωων. Γι’ αυτό τον σκοπό, τα τέσσερα «εξαρτήματα» θα μιμούνται σε όσο το δυνατόν μεγαλύτερο βαθμό τη συμπεριφορά των αντίστοιχων οργάνων – «θα αναπτύξουμε έναν πνεύμονα που θα αναπνέει, μία καρδιά που θα πάλλεται, ένα ήπαρ που θα παίζει τον ρόλο “χημικού εργοστασίου” κι έναν νεφρό που θα φιλτράρει το “αίμα”», σημείωσε χαρακτηριστικά. Πριν από λίγες εβδομάδες, επιστήμονες από το Πανεπιστήμιο Βάντερμπιλντ στο Τενεσί, που παίρνει μέρος στο πρότζεκτ ΑΤΗΕΝΑ, ανακοίνωσαν πως ολοκλήρωσαν με επιτυχία την κατασκευή του τεχνητού ήπατος. Οπως ανέφεραν, ο στόχος δεν ήταν το «εξάρτημα» να είναι πιστό ανατομικά αντίγραφο του πραγματικού ήπατος, αλλά να μιμείται τον τρόπο που αυτό αντιδρά στην παρουσία φαρμάκων ή άλλων χημικών ουσιών στον οργανισμό. Μάλιστα, το τεχνητό ήπαρ συνδέθηκε με έναν φασματογράφο μάζας, ο οποίος μπορεί να ανιχνεύει ταυτόχρονα δεκάδες χιλιάδες διαφορετικές ουσίες.

Με αυτό τον τρόπο, οι επιστήμονες έχουν τη δυνατότητα να παρακολουθούν με πρωτόγνωρη ακρίβεια την αντίδραση του τεχνητού οργάνου, κατά τον μεταβολισμό μιας χημικής ένωσης. Για τα πρώτα της πειράματα, η ομάδα χρησιμοποίησε την ακεταμινοφαίνη, μια δραστική ουσία που είναι γνωστό ότι επιδρά στο ανθρώπινο ήπαρ. Χορηγώντας στο «εξάρτημα» διάφορες δόσεις ακεταμινοφαίνης, οι ερευνητές μπόρεσαν να διαπιστώσουν ότι η λειτουργία του επιβαρύνθηκε όταν οι δόσεις της ουσίας ήταν υπερβολικά μεγάλες.

Με βάση το χρονοδιάγραμμα του πρότζεκτ, στα τέλη της φετινής χρονιάς οι επιστήμονες από το Χάρβαρντ θα έχουν ολοκληρώσει το ομοίωμα της καρδιάς.

Το 2015 στη «μικρογραφία» θα προστεθεί και ο τεχνητός πνεύμονας, κατασκευασμένος από την ομάδα από το Λος Αλαμος, ενώ μέχρι το 2016 οι επιστήμονες από το Πανεπιστήμιο Βάντερμπιλντ και το Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας θα έχουν αναπτύξει το ομοίωμα του νεφρού.