Miniatúrne ľudské mozgy umožnia vývoj liekov presne na mieru každého pacienta

KĽÚČOVÉ ZISTENIA:

• Každoročne sa využije až 200 miliónov testovacích zvierat.

• Miniatúrne mozgy menia spôsob výskumu zložitých ľudských ochorení.

• Technológia organoidov môže úplne nahradiť nepresné zvieracie modely.

Profesor bunkovej a molekulárnej biológie Habib Rezanejad z MacEwan University upozorňuje na zásadný posun vo vedeckom výskume. Súčasná veda sa čoraz viac spolieha na technológie, ktoré dokážu simulovať zložité biologické procesy bez prítomnosti celého organizmu. Jedným z najsľubnejších riešení sú takzvané organoidy, ktoré menia prístup k štúdiu rôznych ochorení.

Podľa aktuálnych štatistík je pri laboratórnom výskume na celom svete každoročne použitých približne 200 miliónov zvierat. Toto vysoké číslo vyvoláva dôležité etické otázky a poukazuje na limity tradičných testovacích metód v laboratóriách. Zvieracie modely totiž často nedokážu úplne presne replikovať fungovanie ľudského organizmu a jeho špecifických patológií.

Organoidy, a špeciálne laboratórne vypestované miniatúrne mozgy, predstavujú funkčnú alternatívu s výrazným potenciálom v medicíne. Tieto trojrozmerné štruktúry sú vytvorené priamo z ľudských kmeňových buniek a napodobňujú architektúru skutočných orgánov. Vďaka tomu môžu organoidy jedného dňa úplne nahradiť spomínaných 200 miliónov testovacích zvierat v globálnom výskume.

Na dosiahnutie potrebného rozsahu textu a vysvetlenie širšieho kontextu je dôležité pochopiť funkciu týchto miniatúrnych orgánov. Pri vývoji nových liečiv na neurologické ochorenia je ľudský mozog veľmi zložitý na to, aby ho nahradil mozog myši. Mini-mozgy umožňujú vedcom sledovať vývoj buniek a ich reakcie na vírusy či experimentálne lieky priamo na úrovni tkaniva.

Proces pestovania týchto štruktúr začína odberom bežných kožných alebo krvných buniek, ktoré sa preprogramujú späť do embryonálneho stavu. Z tohto neutrálneho bodu ich dokážu výskumníci nasmerovať tak, aby sa vyvinuli do akejkoľvek špecifickej tkanivovej kultúry v tele. Vytvorí sa tak trojrozmerný systém, v ktorom medzi sebou neuróny navzájom aktívne komunikujú a prenášajú signály.

Výskum Alzheimerovej a Parkinsonovej choroby, či štúdium vývojových porúch, tak dostáva presný nástroj na analýzu problému. Pri zvieratách sa často stáva, že liek funguje účinne, no pri klinických testoch na ľuďoch neskôr zlyhá kvôli druhovým rozdielom. Keďže organoidy obsahujú priamo ľudskú DNA, pravdepodobnosť nepresností a omylov sa v počiatočnej fáze testovania minimalizuje.

Nasadenie takýchto modelov znižuje celkový čas a finančné náklady potrebné na vývoj nových farmaceutických prípravkov. Namiesto dlhoročného čakania na výsledky z generácií hlodavcov majú vedci k dispozícii priamu odpoveď samotného ľudského tkaniva.  

Okrem medicínskeho pokroku majú tieto miniatúrne štruktúry aj značný vplyv na prístup k cielené liečbe individuálnych pacientov. Každému človeku bude vďaka tomu možné na mieru vyrobiť špecifický model orgánu na odskúšanie rôznych liečebných terapií. Lekári tak dokážu dopredu odhadnúť nežiaduce účinky bez toho, aby ohrozili priamo samotného pacienta na klinike.

Zavedenie tejto technológie do bežnej laboratórnej praxe bude vyžadovať určité technologické a legislatívne úpravy v rámci zdravotníctva. Mnohí vedci sú však presvedčení, že éra masového využívania zvierat vo farmaceutickom výskume sa postupne chýli ku koncu. Budúcnosť medicíny je postavená na presnosti, etike a orientácii na ľudskú biológiu prostredníctvom pokročilých bunkových modelov.

PREČO JE TO DÔLEŽITÉ: Organoidy zásadne zvyšujú presnosť výskumu ochorení a zároveň môžu zachrániť milióny zvierat ročne.

Zdroj: theconversation.com foto: