エディンバラの研究者らが、人体や動物実験を終わらせるために3Dプリントされた「ボディチップ」を開発

この投稿は Bingdunxiong によって 2023-12-28 13:09 に最後に編集されました

2023年12月28日、アンタークティックベアは、研究者らが革新的な3Dプリント装置を開発したことを知りました。この装置により、動物実験の必要性がなくなると同時に、患者の新薬へのアクセスが迅速化されると期待されています。

△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を詳細な3D画像で生成します。毎年、世界中で何千匹もの動物が新薬開発の初期段階での試験に使用されています。しかし、動物で試験された多くの薬は、最終的に臨床上の利点を示しません。英国エディンバラ大学の研究チームは、患者の体内の薬物の流れを完璧にシミュレートできる画期的な「ボディチップ」を設計した。このプラスチック製の装置により、科学者は生きた動物で実験することなく、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。

△動物の倫理的扱いを求める人々の会（PETA）の2019年の報告書によると、米国だけでも研究に使われる1億匹もの動物が、実験室で意図的に病気に感染させられ、焼かれ、毒殺され、最終的には殺されている。
実験用の「ボディチップ」の3Dプリント

この装置は世界初です。 3Dプリンターを使用して作られており、人間の心臓、肺、腎臓、肝臓、脳を模した5つの区画が含まれています。これらの臓器は人間の循環器系を模倣した経路で接続されており、それを通じて新しい薬剤を送り込むことができる。

このプラスチック製の装置は、陽電子放出断層撮影（PET）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確認できる」と、この装置の発明者リアム・カー氏は語った。PETスキャンでは、チップに微量の放射性化合物を注入し、その信号を極めて高感度のカメラに送ることで、科学者が新薬の効果をより正確に評価できるようになる。

△アドリアナ・タバレス医師とリアム・カー氏が「ボディチップ」を手に持ち、背後にはPETスキャンの結果が映っている
「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ており、均一な流れ特性と、数学的モデリングのために薬物の吸収をサンプリングするのに十分な大きさの臓器区画を備えています」とカー氏は述べた。「基本的に、これにより、人間や動物でテストすることなく、新しい薬物が体内のどこに分布し、そこにどのくらい長く留まるかを確認できます。」

同氏はさらに次のように付け加えた。「この装置は柔軟性があるため、複数の細胞モデルに適応させてさまざまな科学的疑問を研究することができますが、その潜在的な応用範囲は利用可能な細胞モデルと科学的疑問に対する理解によって制限されます。たとえば、この装置で脂肪肝疾患モデルを確立し、影響を受けた肝臓が心臓、脳、腎臓などの他の臓器にどのような影響を与えるかを調べることができます。影響を受けた複数の細胞モデルを組み合わせて、それらが互いにどのように影響するかを理解することも可能です。」
「このプラットフォームは、がん、心血管疾患、神経変性疾患、免疫疾患など、さまざまな人間の病気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」と彼女は強調しました。

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つの臓器を連結するこの装置は、科学者が患者の体全体に及ぼす新薬の効果を効果的に研究するのに役立つだろうと語った。「これは医学研究の非常に重要な分野です。なぜなら、従来は1つの臓器やシステムだけに影響を与えると考えられていた病気が、実際には他の離れた臓器や相互接続された異なるシステムに異なる影響を及ぼす可能性があることがわかってきているからです」と彼女は語った。

△リアム・カーと彼女の上司であるアドリアナ・タヴァレスは、3Dプリントされた「ボディチップ」デバイスを使用している。
3Dプリント実験装置の潜在的な利点

彼女はさらにこう付け加えた。「この装置は、特に化合物のわずか2％しか発見パイプラインを通過しない初期段階において、世界中で薬物やその他の化合物の試験に使用されている多数の動物の数を減らす大きな可能性を示しています。」

初期の医薬品開発において動物の必要性を単に排除する以上の利点があります。「動物モデルよりも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、この非動物的アプローチは、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」とタバレス氏は述べた。

ボディチップデバイスは、国立研究動物の代替・改良・削減センター（NC3Rs）とユニリーバが共同出資し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。「私たちはリアムとCVSチームによるこのボディ・オン・チップの開発を支援できたことを嬉しく思っており、この技術がもたらす影響を見るのを楽しみにしています。この斬新なデバイスは、将来、新しい化合物や薬剤の試験と開発に役立つでしょう。」

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