Ученые нашли способ вовремя выявлять побочные эффекты лекарств
Опасность целого ряда лекарств, ошибочно внедренных в клиническую практику, но впоследствии отозванных с рынка, подтвердили с помощью системы «тело на чипе» американские ученые из Института регенеративной медицины Уэйк Форест, 26 февраля сообщает журнал Biofabrication.
Ученые объединили несколько тканевых 3D-конструктов, моделирующих работу нескольких человеческих органов, в единое «тело на чипе» и наладили циркуляцию питательной среды в системе. Разработанное устройство частично воспроизводило работу печени, сердца, сосудов, легких, тестикул и кишечника в их взаимосвязи.
Система использовалась для тестирования нескольких лекарств, ранее отозванных с рынка американским Управлением по контролю за качеством пищевых продуктов и лекарственных препаратов (FDA) из-за вскрывшихся post factum побочных эффектов. Среди них — противовоспалительные препараты рофекоксиб и троглитазон, антидиуретик тиениловая кислота, противоаллергическое (антигистаминное) средство астемизол и т. д.
В системе «тело на чипе» проявились все те же побочные эффекты, которые ранее вскрылись у этих лекарств в реальной терапевтической практике, но которые не удалось обнаружить в клинических испытаниях на клеточных культурах и животных моделях. В большинстве случаев речь шла об осложнениях на сердце и на печень.
Побочные эффекты при терапии — одна из главных медицинских проблем современности. Так, в США более 5% от общего числа госпитализированных попадают в больницы из-за лекарственных осложнений. Суммарно такие осложнения входят в десятку самых частых причин смерти в развитых странах. Около 90% подобных случаев связаны с печеночной и сердечной недостаточностью.
Выявить потенциальную опасность внедряемого препарата на этапе клинических исследований — одна из самых трудных задач для фармакологов. Так, печеночные ферменты (цитохромы и т. д.), расщепляющие большинство лекарств, совпадают у человека и других млекопитающих только отчасти, из-за чего в мышиных и крысиных моделях могут всплывать не все побочные эффекты, от которых потом страдают люди.
Не всегда удается исключить эти эффекты и в двумерных (2D) культурах человеческих тканей. Такие упрощенные системы отличаются от трехмерных «органов на чипе» организацией межклеточных контактов, распределением регуляторных и сигнальных белков, отношением площади поверхности к объему клеток и т. д.
Недостатки животных моделей и 2D-культур часто приводят к тому, что некоторые препараты ошибочно внедряются в терапевтическую практику и выводятся из оборота уже post factum, когда их потенциальная опасность становится очевидной. Случается и так, что эта опасность всплывает только на излете клинических испытаний и разработку препарата приходится сворачивать уже на финишной прямой.
Если учесть, что полный цикл разработки и внедрения одного современного лекарства в среднем обходится в $2,6 миллиарда, можно себе представить, какой финансовый ущерб наносит запоздалое выявление побочных эффектов. В этой связи технология «тело на чипе», если ее удастся доработать и внедрить в клиническую практику, поможет сберечь астрономические суммы и, что гораздо важнее, спасти жизни множества пациентов.
