エディンバラ大学の科学者らが動物実験に代わるバイオニックチップを3Dプリント

2023年12月30日、アンタークティックベアは、ガーディアン紙によると、エディンバラ大学の科学者が、新薬の開発を加速し、動物実験の必要性を排除できる先駆的な3Dプリント装置を開発したことを知りました。この「試験管チップ」は、患者の体内で薬がどのように流れるかを完全に模倣しており、このプラスチック製の装置により、科学者は生きた動物を必要とせずに薬をテストし、さまざまな臓器がどのように反応するかを見ることができる。
△このプラスチック製の装置は、陽電子放出断層撮影（PET スキャン）を使用して、臓器内部で何が起こっているかの正確な 3 次元画像を生成します。画像提供: マードー・マクラウド/ガーディアン。
このプラスチック製の体外チップデバイスは、この種のものとしては世界初です。 3Dプリンターで製造されたこのチップは、人間の心臓、肺、腎臓、肝臓、脳を再現した5つの区画を備えており、体の循環系を模倣したチャネルで接続されており、そこを通じて新しい薬剤を送り込むことができる。陽電子放出断層撮影（PET）スキャンを使用して、小さな臓器の内部で何が起こっているかを詳細な 3D 画像で表示します。「PET画像により、試験中の新薬が均一に流れているかどうかを確認できる」と、この装置の発明者であるリアム・カー氏は語った。
PETスキャンでは、非常に高感度のカメラに信号を送るチップに微量の放射性化合物を注入し、科学者が新薬の効果をより正確に評価できるようにします。
「この装置は、薬物の分布を測定するために特別に設計された初めての装置で、均一な流れと、数学的モデリングのために薬物の吸収をサンプリングできるほど大きな臓器区画を備えています」とカー氏は語ります。「基本的に、この装置により、人間や動物を使ってテストすることなく、新しい薬物が体内のどこに行き、どのくらいの期間そこに留まるかを確認できます。このプラットフォームは完全に柔軟性があり、がん、心血管疾患、神経変性疾患、免疫疾患など、さまざまな人間の疾患を研究するための貴重なツールになる可能性があります。この柔軟性により、その用途は、これらの細胞モデルの可用性と、考えられる科学的質問によってのみ制限されます。たとえば、この装置で脂肪肝疾患モデルを構築し、それを使用して、病気の肝臓が心臓、脳、腎臓などの他の臓器にどのように影響するかを理解したり、複数の病気の細胞モデルを組み合わせて、病気が互いにどのように干渉するかを理解したりすることができます。」
△リアム・カー氏と彼の上司であるアドリアナ・タバレス氏は「インビトロチップ」デバイスを使用しています。写真：マードー・マクロード/ガーディアンカー博士の指導者であるエディンバラ心臓血管科学センター（CVS）のアドリアナ・タバレス博士は、5つの臓器を1つの装置で接続することで、科学者が新薬が患者の全身にどのような影響を与えるかを効果的に研究するのに役立つだろうと語った。
「これは医療研究の非常に重要な分野です。従来は 1 つの臓器やシステムに限定されると考えられていた病気が、他の離れた臓器や相互接続されたさまざまなシステムにさまざまな影響を及ぼす可能性があることがわかってきています」とタバレス氏は語ります。「ボディオンアチッププラットフォームのようなデバイスは、局所的な病気の全身への影響のメカニズムを明らかにし、治療上有用または有害である可能性のある薬剤のオフターゲット効果を調査するために不可欠です。このデバイスは、薬剤やその他の化合物のテストに世界中で使用される大量の動物の数を減らす大きな可能性を示しています。特に、化合物のわずか 2% しか観察パイプラインを通過しない初期段階ではなおさらです。」
タバレス氏は、初期の医薬品開発で動物を使用する必要性がなくなることに加え、他の利点もあると述べた。「この動物を使わないアプローチは、新薬発見のコストを大幅に削減し、医薬品の臨床への導入を加速し、人間の生物学をよりよく反映したモデルを使用することで、人間の病気の全身的影響についての理解を深めることができるだろう」と彼は語った。
この試験管内チップ装置は、国立動物実験代替・削減・改善センター（NC3Rs）とユニリーバの資金援助を受けた博士課程の学生奨学金を通じて開発された。
エディンバラ大学の商業化部門であるエディンバラ・イノベーションのスーザン・ボディ博士は次のように語った。「私たちは、このインビトロチップの開発においてリアムとCVSチームを支援できたことを嬉しく思っており、この新しいデバイスが将来、新しい化合物や薬剤の試験と開発にどのような影響を与えるかを見るのを楽しみにしています。」

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