Telah diakui secara luas bahwa model hewan untuk menguji obat dan perawatan medis lainnya memiliki beberapa kelemahan serius. Dalam beberapa kasus, metode ini tidak etis dan kejam. Selain itu, studi ini tidak selalu dapat memprediksi secara akurat fisiologi manusia. Banyak dari penelitian ini datang dengan biaya besar, yang berarti beberapa obat mungkin tidak pernah sampai ke tahap pengujian.
Para peneliti di seluruh dunia telah mengembangkan miniatur organ manusia yang berpotensi menggantikan pengujian hewan dan mempercepat uji coba obat. Eksperimen mereka menunjukkan bahwa teknologi baru yang muncul ini sering dapat memprediksi respons tubuh terhadap obat-obatan dan penyakit tanpa menggunakan subyek hidup. Industri farmasi menyatakan minatnya pada teknologi kesehatan yang sedang berkembang ini, yang membantu mendorong inovasi.
Organ-On-A-Chip untuk Pengujian Obat
Organ-on-a-chip adalah perangkat yang dibuat menggunakan metode pembuatan microchip. Ini berisi ruang-ruang perfusi yang terus menerus yang dilapisi oleh sel-sel manusia yang hidup. Ukuran memory stick komputer kecil, perangkat ini meniru biologi dan fungsi organ nyata dan merupakan upgrade pada sistem yang ada yang digunakan saat ini (seperti sel-sel hidup yang ditanam di cawan petri).
Para ilmuwan telah mengembangkan organ-on-chip yang berbeda: paru-paru, jantung, usus, dan hati.
Lung-on-a-chip, misalnya, mengandung sel-sel paru dan kapiler dengan satu sisi terkena medium seperti darah dan yang lain ke udara. Ini memberikan para ilmuwan wawasan ke bagian paru-paru di mana pertukaran gas terjadi. Ini adalah area di mana masalah paru seperti infeksi dan kanker sering terjadi.
Lung-on-a-chip fleksibel, sehingga meregang dan berkontraksi seperti paru-paru manusia - mereplikasi fungsi organ yang hidup.
Teknologi organ-on-chip berasal dari laboratorium Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering di Harvard University. Beberapa perusahaan komersial kini memproduksi chip yang meniru organ yang sakit juga. Lainnya berfokus pada cara obat-obatan - baik yang sudah disetujui dan baru dikembangkan - berperilaku dalam perangkat ini dibandingkan dengan tubuh manusia. Sebagai perusahaan farmasi setuju bahwa investasi dalam teknologi chip adalah pengejaran yang layak, investasi lebih lanjut dan perbaikan selanjutnya akan membuat organ-on-chip bahkan lebih berguna di masa depan.
Tahun lalu, Emulate, Inc. mengumumkan kolaborasi penelitian dengan Johnson & Johnson dan Wyss Institute untuk mengevaluasi platform thrombosis-on-a-chip mereka yang berpotensi digunakan untuk menguji obat-obatan yang diketahui menyebabkan pembekuan darah. Model chip berbeda faktor yang dapat berkontribusi pada pengembangan bekuan darah. Jika berhasil, teknologi ini dapat digunakan dalam uji coba obat klinis untuk meminimalkan risiko yang disebabkan oleh beberapa obat - seperti obat-obatan immuno-therapeutics dan oncology - dikenal karena kemungkinan efek samping yang terkait dengan pembekuan darah.
Kemajuan terbaru dalam menumbuhkan organ-organ rudimenter dari sel-sel induk juga dapat mendukung teknologi organ-on-a-chip. Eksperimen menunjukkan bahwa sel induk manusia dapat diprogram untuk menghasilkan berbagai jenis jaringan. Sementara itu akan memakan waktu lama sebelum teknik ini dapat digunakan untuk menumbuhkan organ pribadi untuk pasien transplantasi, itu sudah dapat diterapkan untuk menumbuhkan jaringan manusia untuk model organ-on-a-chip.
Akankah Segera Ada Manusia-On-A-Chip?
Para ilmuwan di Wyss Institute sekarang sedang mengerjakan proyek ambisius: Mereka mencari cara menghubungkan berbagai organ-on-chip untuk menciptakan replika dari seluruh tubuh manusia.
Ini bisa membantu uji coba obat dengan cara yang tak tertandingi. Beberapa "subyek" in vitro dapat diuji dan dianalisis untuk respon mereka terhadap obat tertentu dalam waktu singkat.
Homo chippiens , sebagai model telah dijuluki lucu, juga telah dieksplorasi oleh US Environmental Protection Agency sebagai model alternatif untuk mempelajari efek racun lingkungan, seperti efek dioxin dan Bisphenol A (BPA) terhadap hati manusia.
Saat ini, hampir semua obat baru masih perlu menjalani uji klinis yang panjang serta diuji pada manusia terlebih dahulu sebelum menyentuh pasar. Pengembangan organ tubuh manusia mini mungkin membuat proses pengembangan lebih pendek dengan melewatkan sebagian dari protokol percobaan obat baru. Beberapa ahli, bagaimanapun, memperingatkan bahwa chip tidak dapat menangkap kompleksitas penuh organ manusia dan bahwa teknologi ini memiliki keterbatasan yang perlu ditangani sebelum mereka menjadi berguna sebagai alternatif yang benar untuk organ nyata.