Учени създават миниатюрни човешки органи за тестване на лекарства

Акценти

Британски учени започват работа по мащабна инициатива за отглеждане на миниатюрни човешки органи и тъкани от клетки на пациенти на Националната служба по здравеопазване на Великобритания (NHS). Целта на моделите е подпомагане на тестването на лекарства, ускоряване разработването на нови терапии и постепенно намаляване на броя на животните, използвани в научни изследвания.

Миниатюрните модели, известни като органоиди, се отглеждат в лабораторни условия от човешки стволови клетки и имитират структурата и функциите на истинските органи. Това дава възможност на изследователите да изучават болестите директно в човешката тъкан, вместо да разчитат единствено на животински модели.

Към по-персонализирано лечение

Едно от най-големите предимства на технологията е възможността органоидите да бъдат създавани от клетки на конкретни пациенти. Така учените могат да изследват защо дадено лечение е ефективно при един човек, но не и при друг.

„Искаме тестове и модели, които могат да ни кажат кои лечения са ефективни и при кои пациенти.“, обяснява Матиас Зилбауер, професор по детска гастроентерология в Института за стволови клетки в Кеймбридж. Според него животинските модели могат да пресъздадат особеностите на човешките заболявания. Някои състояния изобщо не се срещат при животните, а други протичат по различен начин.

Органоидите могат да позволят на учените да тестват нови лекарства върху тъкани, които отразяват по-добре конкретното заболяване на пациента. Ако даден медикамент не е ефективен, той може да бъде отхвърлен още в ранните етапи на разработката.

Над 90% от лекарствата не стигат до хората

Необходимостта от по-надеждни модели се подчертава от високия процент лекарства, които се провалят след успешни предклинични тестове върху животни. Исторически над 90% от кандидат-лекарствата, които преминават през такива тестове, не успяват да достигнат до пазара след изпитвания върху хора. Това поставя въпроса доколко животинските модели могат да предскажат реакциите на човешкия организъм.

Новите технологии не означават незабавно прекратяване на опитите с животни. Част от биологичните процеси все още не могат да бъдат възпроизведени напълно в лабораторни условия. Според изследователите обаче потенциалът за значително намаляване на броя на използваните животни е реален.

Кеймбридж създава библиотека от човешки органоиди

Новата инициатива ще се реализира в изследователски център в Кеймбридж с финансиране от 20 милиона паунда, осигурено от Съвета за медицински изследвания. Основната цел е създаването на библиотека от стандартизирани и валидирани органоиди, които могат да бъдат използвани както от изследователи, така и от фармацевтичната индустрия за оценка на потенциални лекарства и по-бързото им преминаване от лабораторията към клиничните изпитвания.

Учените планират разработването на различни видове органоиди – от сърдечна тъкан до мозъчни клетки.

Първият фокус са болестта на Крон и улцерозният колит

Екипът на Зилбауер ще започне с органоиди, предназначени за изследване на възпалителните заболявания на червата, включително болестта на Крон и улцерозния колит.

Използването на клетки от пациенти може да помогне на учените да разберат защо едни хора реагират добре на определена терапия, докато при други ефектът е различен. Това може да доведе до по-прецизен подбор на леченията и да ограничи използването на терапии, които вероятно няма да помогнат.

Паралелно с това други изследователски екипи ще разработват туморни органоиди за изследване на рака и мозъчни органоиди за проучване на неврологични заболявания.

Великобритания търси алтернативи на опитите с животни

Инициативата е част от стратегията на британското правителство за намаляване на броя на животните, използвани в научните изследвания. В нея са включени т.нар методологии с нов подход, сред които са органоидите, системите „орган върху чип“ (микрофлуидична клетъчна култура, която за разлика от конвенционалните клетъчни култури може почти напълно да пресъздаде физиологията на органно ниво) и изкуственият интелект.

През 2025 г. във Великобритания са извършени около 2,54 милиона процедури върху животни, което представлява спад от 3,8% спрямо 2024 г. Над 90% от тестовете са проведени върху мишки, плъхове, риби и птици. Около 1% включват специално защитени видове като кучета, котки, коне и маймуни.

Правителството предвижда допълнителни 2 милиона паунда чрез Innovate UK за девет проекта, насочени към разработването на алтернативи на тестовете върху животни. Инициативата цели да ограничи използването на животни, включително кучета и маймуни, при оценката на безопасността на нови лекарства и терапии.

„Орган върху чип“ и други технологии допълват органоидите

Органоидите не са единствената алтернатива на традиционните тестове върху животни. Учените разработват и системи „орган върху чип“, които възпроизвеждат определени функции на човешки органи в миниатюрни устройства.

Паралелно с това се развиват технологии за откриване на токсичността на лекарствата още в ранните етапи на разработката. Компанията VivoSphere например използва сърдечни клетки, отглеждани в малки гел сфери, за да изследва потенциално опасното въздействие на лекарствата върху сърцето.

При традиционните методи подобни тестове могат да изискат използването на десетки животни. Новите технологии целят да установят потенциално опасните лекарства по-рано, преди те да достигнат етап, на който се налагат изпитвания върху животни. Така се очаква едновременно да се повиши безопасността на разработваните терапии и да се намали броят на използваните животни.

Стъпка към по-точна и персонализирана медицина

Според експерти органоидите и свързаните с тях технологии могат да променят не само начина, по който се тестват лекарствата, но и самата концепция за персонализирано лечение.

Д-р Джулиет Дюкс от благотворителната организация Replacing Animals in Research посочва, че голямото предимство на органоидите, системите „орган върху чип“ и други микрофизиологични модели е възможността те да бъдат базирани на човешка тъкан.

Органоидите вероятно няма да заменят напълно животинските модели в близко бъдеще. Те обаче предлагат възможност за по-ранно отсяване на неефективни и потенциално опасни лекарства, по-добро разбиране на човешките заболявания и постепенно намаляване на зависимостта от опити върху животни. Ако технологията продължи да се развива и бъде успешно стандартизирана, миниатюрните човешки органи могат да се превърнат в един от ключовите инструменти на разработването на лекарства.