Jaarlijks worden wereldwijd miljoenen dieren gebruikt in de vroege stadia van de ontwikkeling van geneesmiddelen. Gemiddeld wordt echter 92% van de kandidaat-geneesmiddelen die dierproeven doorstaan, vervolgens opgegeven in klinische proeven op mensen, voornamelijk vanwege ineffectiviteit of bijwerkingen.
Onderzoekers van de Universiteit van Edinburgh hebben een baanbrekende innovatie ontwikkeld in de vorm van een "body-on-a-chip" die op authentieke wijze het traject van een geneesmiddel door het menselijk lichaam nabootst. Ook biedt dit apparaat inzicht in hoe organen reageren op een geneesmiddel en hoe lang het geneesmiddel in elk orgaan aanwezig is.
De vijf compartimenten van de chip zijn geproduceerd met behulp van een 3D-printer en repliceren het menselijk hart, de longen, de nieren, de lever en de hersenen. Via de kanalen die deze verschillende organen met elkaar verbinden, kunnen medicijnen worden toegediend om ze te testen. Door gebruik te maken van positronemissietomografie (PET) kunnen onderzoekers vervolgens visueel waarnemen wat er in deze kleine organen plaatsvindt.
Deze innovatieve technologie, het eerste in zijn soort ter wereld, maakt het mogelijk om de effecten en tolerantie van verschillende medicijnen te beoordelen zonder dat daarvoor dierproeven nodig zijn. Het stelt onderzoekers ook in staat om het gedrag van organen op een betrouwbaardere wijze te analyseren, wat een belangrijke vooruitgang betekent in zowel gezondheids- als medisch onderzoek.
De uitvinder van het apparaat, Liam Carr, benadrukt dat dit proefdiervrije model, speciaal ontworpen om de distributie en absorptie van medicijnen in het menselijk lichaam te meten, een wereldprimeur is. Hij voegt eraan toe dat de chip volledig flexibel is, waardoor het tevens een waardevol hulpmiddel is voor het onderzoeken van verschillende menselijke ziekten zoals kanker, hart- en vaatziekten, neurodegeneratieve ziekten en immuunziekten. Zo is het bijvoorbeeld mogelijk om een cellulair model van leverziekte in de chip te integreren om te observeren hoe een zieke lever andere organen beïnvloedt, zoals het hart, de hersenen en de nieren. Carr heeft het zelfs over de mogelijkheid om verschillende modellen van zieke cellen te combineren om te begrijpen hoe verschillende ziekten op elkaar kunnen inwerken.
Dr. Adriana Tavares van het Cardiovascular Science Centre in Edinburgh benadrukt de talrijke voordelen van dit apparaat, die niet beperkt zijn tot het vervangen van dieren in de vroege stadia van medicijnontwikkeling. Ze wijst erop dat het gebruik van modellen die representatiever zijn voor de menselijke biologie dan diermodellen, ons begrip van de complexe mechanismen die ten grondslag liggen aan de systemische effecten van menselijke ziekten kan verbeteren. Dit opent nieuwe perspectieven voor medisch onderzoek. Bovendien zou deze proefdiervrije benadering de kosten voor het ontdekken van geneesmiddelen aanzienlijk kunnen verlagen en de time-to-market kunnen versnellen.