Hayvan testleri, yeni tedavilerin etkinliğini ve güvenliğini ölçmek için çok önemlidir. Bu aynı zamanda herkesin ekonomik, düzenleyici ve etik nedenlerden dolayı mümkün olduğunca kaçınmak isteyeceği bir adımdır. Peki alternatifler neler ve ilaç geliştirmede hayvanların kullanımını gerçekten azaltabilirler mi?

İlaç geliştiricileri, bir tedavinin insan testine yakın bir yerde olmasına izin vermeden önce, bunun hem güvenli hem de etkili olabileceğine dair kanıtlara ihtiyaç duyuyorlar. Bu, tarihsel olarak ilacın canlı hayvanlar üzerinde test edilmesiyle yapılmıştır (in vivo), ve daha yakın zamanda bir tabaktaki insan hücrelerinde veya dokusunda (in vitro).

Genel anlamda, in vitro test daha ucuz ve daha hızlıdır in vivoancak hayvanlarda, çoğunlukla da farelerde yapılan testlerin, bir tedavinin canlı bir organizmada nasıl davrandığına dair daha iyi bir tablo sunduğu düşünülüyor. Hayvan modellerinin tahmin değeri, söz konusu hastalıklara ve tedavilere bağlı olarak değişiklik gösterse de, bir şirketin mevzuat engellerini aşmak için hayvan modellerinde her zaman tedavisinin güvenli ve etkili olduğunu göstermesi gerekir.

Biyoteknolojideki ilerlemelerle artık insan organlarını ve fizyolojisini daha iyi taklit edebiliyoruz. Bu teknolojiler, bir ilacın insan vücudu üzerindeki etkilerini tahmin etme konusunda hayvan testlerinden daha iyi olduğunu kanıtlarsa, sonunda ilaç geliştirmede halihazırda gerekli olan bazı hayvan testlerinin yerini alabilirler. Hayvan hastalığı modellerinin tamamen değiştirilmesi pek mümkün olmasa da, bu teknolojiler ilaç geliştirmenin çehresini değiştiriyor ve hayvan modellerine olan bağımlılığımızı azaltıyor. Bu, yeni hastalık tedavilerinin kliniğe ve nihayetinde hastalara ulaşmasını daha ucuz ve daha hızlı hale getirebilir.

Doku biyobaskı

3D baskı, dijital bir dosyadan karmaşık makine parçaları üretme potansiyeli nedeniyle teknoloji dünyasında devrim yarattı. Aynı şey, canlı dokular oluşturmak için hücreleri taşıyan biyomürekkepler kullanılarak da yapılmaya başlandı.

Doku biyobaskı r için kullanılabilirBir ilacın etkisi hakkında sadece insan hücre kültürlerini kullanmaktan çok daha fazla bilgi sağlayan bir insan dokusunun 3 boyutlu yapısını kopyalıyoruz. Örneğin, Fransız biyobaskı şirketi Poietis, ilaç şirketi Servier ile birlikte çalışarak biyobaskılı karaciğer modeli Bir ilacın karaciğer toksisitesine neden olma olasılığını test etmek için.

"Dünyada çok az şirket ilaç keşif sürecinde biyobaskılı dokuları kullanıyor” dedi. şuraya Kevin Fournier, Poietis Satış Müdürü. “Ancak her yıl giderek daha fazla şirket, uygulamaları için biyobaskı teknolojisini kullanmayı tercih ediyor. Bazı uzmanlar önümüzdeki yıllarda bu teknolojinin büyük bir patlama yaşayacağına inanıyor.başlıklı bir kılavuz yayınladı

Biyobaskı alanının özel ilgi alanlarından biri kozmetiktir. AB'nin 2013 yılında kozmetik araştırmalarında hayvan testlerini yasaklamasından bu yana, Fransız devi L'Oreal, test amacıyla insan derisini biyolojik olarak basmak için ABD'li biyoteknoloji şirketi Organovo ile birlikte çalışıyor.

3 oyuklu bir plakada 12D biyobaskılı dokular

REKLAM

Geleneksel ilaç geliştirmenin yanı sıra, doku biyobaskısı kişiselleştirilmiş tıbbı da mümkün kılabilir. Bunun bir örneği, İsveç şirketi Cellink ile Fransız biyoteknoloji CTIBiotech arasındaki işbirliğidir. biyobaskı tümör dokusu Hangi spesifik ilacın her hastaya en iyi şekilde yardımcı olacağını test etmek için kanser hastalarından elde edilen veriler. 

Ancak doku biyobaskıcılığı henüz çok erken bir aşamadadır. “Şu anda hayvan modellerini biyobaskılı modellerle karşılaştıran bir çalışma bulunmuyor.” Fournier bana söyledi. “Önümüzdeki 10 yıl içinde biyobaskı teknolojilerinin yerli insan dokularına daha yakın, aynı zamanda hayvan modellerinden daha etik, sorumlu ve daha uygun fiyatlı alternatifler sunacağına bahse giriyoruz. Modellerimizi değiştirerek hepimizin kazanacağı çok şey var.”

Organoidler

Hücre kültürleri ilaçları taramak için denenmiş ve test edilmiş yöntemler olsa da, insan hücrelerinin bir tabakta nasıl davrandığı, mutlaka vücutta nasıl davrandığı anlamına gelmez. Alternatiflerden biri organoid adı verilen minyatür organlar olabilir. Bu 3 boyutlu organoidler, doğru besin ve tedavi karışımıyla tercih edilen organ haline gelebilecek kök hücreler kullanılarak büyütülüyor.

Biyobaskıda olduğu gibi, organoid araştırmaları da hâlâ başlangıç ​​aşamasında, ancak teknolojiyi geliştiren birkaç şirket var. Örneğin, İsviçre'deki Sun Bioscience organoidleri kullanarak bağırsağı modellemek ve genetik hastalık olan kistik fibrozisin nasıl etkilendiğini araştırın. Hollanda'da OcellO, farklı kanser türlerini modellemek için organoidler geliştiriyor.

"Kolorektal kanser bilimsel olarak en gelişmiş organoid alandır.” dedi OcellO CEO'su Leo Price. “Doku mimarisinin kritik olacağı tüm alanlar olan immüno-onkoloji, immünoloji, nörodejenerasyon, diyabet, obezite ve fibrozis konularında hâlâ gelişme sağlanması gerekiyor. Plastik üzerindeki basit hücre kültürleri bunu kesmeyecek.başlıklı bir kılavuz yayınladı

Ayrıca organoidler geliştiren, en az iki gruptan oluşan aktif bir akademik topluluk da bulunmaktadır. plasentanın modellenmesive hatta çabaları beyin organoitlerini geliştirin nörolojik hastalıkların modellenmesi için.

Biyobaskıda olduğu gibi organoidlerin de ileri teknolojide büyük kullanımları olabilir. in vitro Erken ilaç geliştirmede ve hatta kişiselleştirilmiş tıpta testler. Price'a göre, klinik öncesi testlerin ilk aşamaları organoidlerde yapılabilirken, yalnızca hayvanda son doğrulama yapılması gerekiyor.

Organoidlerin bir dezavantajı, onları ticari ölçekte güvenilir bir şekilde üretmenin hala zor olmasıdır. Bir diğeri ise, gerçek organlarda bulunabilecek çeşitli hücre tiplerini organoid içerisine dahil etmenin şu anda zor olmasıdır. Bunun üstesinden gelmek için çalışmalar yapılıyor, ancak hala gidilecek uzun bir yol var.

Çipte Organ

Çip üzerinde organ teknolojisi, insan organlarının yapısını ve davranışını taklit eden küçük çiplerin içinde büyüyen hücrelerden oluşur. Çiplerin küçük olması nedeniyle araştırmacılar ilaçları hayvanlarda olduğundan daha hızlı ve daha ucuza test edebiliyor.   

"Çip üzerinde organ alanı belki sadece altı ya da yedi yaşındadır.” dedi Hollandalı çip üzerinde organ şirketi Mimetas'ın CEO'su Jos Joore. “Omuzlarında çok büyük bir vaat var ve aslında iyi öngörücü hastalık modelleri buluyor.başlıklı bir kılavuz yayınladı

Çip üzerindeki bu organlar; karaciğer, böbrek, bağırsak, kalp ve hatta beyin de dahil olmak üzere her türlü organı modellemek için kullanılıyor. Çipler daha sonra bir ilacın kan dolaşımında ilerledikçe farklı organları nasıl etkilediğini modellemek için birbirine bağlanabiliyor. Birleşik Krallık şirketi CN Bio'nun 10 organı içeren bir sistemle yaptığı şey bu tek bir çip üzerinde.

Ancak Joore, bu sistemin hayvan testlerinin yerini tamamen alamayacağına inanıyor. Aslında çip üzerinde çok fazla organın karıştırılması, insan dokularındaki basit hastalık modellerini kolay ve hızlı hale getiren teknolojinin temel gücünü kaçırıyor olabilir.

"Bu dokuları birbirine bağlamaya başladığınızda karmaşıklık katlanarak artar." bana o söyledi. “On dokuyu birleştirmeyi düşünmek bile istemiyorum çünkü yolun sonunda artık neredeyse hiç kontrol edemediğiniz bir Frankenstein canavarı yaratıyorsunuz diyebilirim.başlıklı bir kılavuz yayınladı

Araştırmada hayvan testlerinin geleceği

Biyobaskı, organoidler ve çip üzerindeki organların tümü, üretim potansiyeli olan erken aşama teknolojilerdir. in vitro Araştırmalar, bir ilacın insanlar üzerindeki etkilerini daha iyi tahmin edebilir. İlaç geliştirme sürecinde geleneksel hücre kültürlerine göre büyük bir ilerlemeyi temsil etseler de, ilacın davranışını tahmin etme konusunda hala sınırlıdırlar. Bu, bu teknolojiler hayvanlar üzerinde yapılan testleri azaltabilecek olsa da, insanlarda test edilmeden önce sonuçları doğrulamak için muhtemelen hayvanların kullanılacağı anlamına geliyor. 

Yine de hayvan araştırmalarıyla ilgili büyük bir sorun var; o da, hayvan testlerinin insan hastaları mükemmel şekilde temsil etmemesi. Bu durum özellikle nörodejeneratif hastalıklar Alzheimer gibibirçok uyuşturucunun bulunduğu yer klinik çalışmalarda başarısız oldu hayvan testlerinde umut vaat ettikten sonra.

"Genel düzeyde hayvan modelleri pek öngörücü değildir." diye belirtti Joore. “Hayvan modelleri mükemmel bir şekilde çalışsaydı, klinik deney yapmaya başladığınızda %90 yıpranma yaşamazdınız.başlıklı bir kılavuz yayınladı

Hayvan Araştırmalarını Anlamak kuruluşunun Medya ve Halkla İlişkiler Başkanı Chris Magee, bana hayvan modellerinin bir ilacın güvenliğini tahmin etmede gerçekten harika olduğunu söyledi. Bununla birlikte, genellikle deneylerin geçmişte aşırı satılmış olması veya kötü tasarlanmış olması nedeniyle ilacın etkinliğini daha az tahmin etme eğilimindedirler.

Ancak yıllar geçtikçe bu durum gelişti. "Bilim adamları farelerin küçük insanlar olmadığını biliyorlar.” yorumunu yaptı Magee. “Son yıllarda hayvan çalışmaları temelinde aşırı vaatlerde bulunma eğilimi de azaldı.başlıklı bir kılavuz yayınladı

Peki biyoteknoloji tıpta hayvan testlerini azaltabilir mi? Yakın gelecekte hayvan modelleri kalıcı olacak gibi görünüyor. Ancak hem yeni tekniklerin ortaya çıkması hem de deneysel tasarımların daha iyi olması nedeniyle bunların kullanımının büyük oranda azalması bekleniyor. Hayvanlar üzerinde yapılan testleri azalttıkça, ilaç geliştirme daha ucuz, daha hızlı ve daha etik hale geliyor, dolayısıyla herkes kazanıyor. 

Kapak illüstrasyonu Elena Resko'ya ait, görseller Shutterstock, NIH Flickr ve Cellesce'den. Bu makale ilk olarak Nisan 2019'da yayınlandı ve o zamandan beri güncellendi.

Kaynak: https://www.labiotech.eu/in-third/animal-testing-bioprinting-organoids/