"Prawdopodobnie największym wyzwaniem w rozwoju leków jest to, że cały model rozwoju leków jest zepsuty", twierdzi Donald Ingber, starszy profesor bioinżynierii w Uniwersytet Harwardzki. "Wszyscy to wiedzą, firmy farmaceutyczne o tym wiedzą, ale FDA to wie, ale nikt nic z tym nie zrobił."
Ingber wie coś na temat bioinżynierii. Jest dyrektorem założycielem Instytutu Inżynierii Biologicznej Inspektora Wyss. Urodzony z 250 milionów dolarów darowizny ze strony szwajcarskiego miliardera Hansjorga Wyssa, ambicje Instytutu są tak wielkie jak dar: zmienić sposób, w jaki tworzymy technologię.
"Odkryliśmy już wystarczająco dużo o tym, jak natura buduje kontrole i producentów, a my "Zdałem sobie sprawę, że natura robi to lepiej niż człowiek" - powiedział Ingber. "Chodzi o to, abyśmy mogli uczyć się od innowacji w dziedzinie natury i projektowania, urządzeń, nowych materiałów, które mogą działać w sposób, w jaki działa nasza biologia, i które mogą być bardziej kompatybilne, mogą być bardziej funkcjonalne, bardziej szczegółowe, mniej toksyczne i prawdziwie zintegrowane w nasze ciała w płynny sposób. "
Ingber nadzoruje setki projektów i personel około 350 inżynierów, menedżerów produktu i post-docs. Uważa on, że jego zespoły były w stanie wymyślić transformacyjne pomysły i produkty, ponieważ bariery istniejące w tradycyjnych środowiskach badawczych nie istnieją w Wyss.
"Złamaliśmy zwykły model akademicki, ponieważ nie jesteśmy działem, nie jesteśmy w żadnej szkole, nie przenieśliśmy całego naszego wydziału, tak naprawdę pozwoliliśmy naszym wydziałom pozostać w ich własnych działach i ich własnych małych imperiach "- powiedział. "Następnie zjednoczyliśmy małe fragmenty grupy każdej osoby w tym, co nazywamy" współpracownikami ". To miejsca, w których współpracujemy przy poszczególnych projektach, nie jest własnością członka wydziału, jest własnością projektu, a naprawdę są zorganizowane przez pasję i naukę, a nie przez wytyczne administracyjne i granice departamentów. "
Wyss ma współpracowników, partnerstwa i umowy konsorcjów na całym świecie, a firma Ingber zauważa, że nadal się rozwija. "To jest jak przedsięwzięcie statku kosmicznego", powiedział. "Masz ludzi zewsząd, to jedna z najbardziej fantastycznych rzeczy, o których nie sądzę, że przeciętny człowiek zdaje sobie z tego sprawę."
Jeden produkt zbliża się do końcowego etapu rozwoju, w którym biorą udział ludzkie narządy. Geraldine Hamilton, starszy pracownik naukowy, zaprezentował latem tego roku płuco na chipie w TED Boston. Nie mylić z skomputeryzowanym płucem, Hamilton i jej zespół zbudowali płuco na plastikowym chipie o długości jednej czwartej. Użyli ludzkich komórek płuc i naczyń krwionośnych i byli w stanie naśladować oddychanie w układzie. "Chodzi o to, że te chipy będą lepiej przewidywać ludzką reakcję na leki, ale także zapewniają nam lepsze zrozumienie działania tych chorób i potencjalnie pomogą nam znaleźć lepsze lekarstwa na choroby" - powiedział Hamilton.
Obecnie kosztuje to miliony dolarów, aby przetestować dowolny pojedynczy związek. Wiele lat życia zwierząt jest traconych z powodu wieloletnich testów na zwierzętach dla dowolnego produktu. Jeśli Wyss z powodzeniem przeprowadzi fazę testową za pomocą organów na chipach, wtedy zwierzęta i pieniądze mogą zostać zapisane. Więc Hamilton nie zatrzymał się w płucach. Jej zespół opracował wiele pobudzających narządów, w tym serce, nerkę i wątrobę na żetonach. "Prawdziwa moc pochodzi z połączenia ich ze sobą" - powiedział Hamilton. "Możesz zacząć przewidywać całą funkcję ludzkiego ciała."
Sposób, w jaki ludzkie ciało reaguje na wszystko, jest bardzo złożony. To nigdy nie jest tylko jeden organ, ale często interakcja między narządami. Dr Hamilton współpracuje więc z Sony - głównym producentem, który tworzy DVD wśród innych urządzeń elektronicznych, aby tworzyć układy scalone w skali, która może być jednorazowa i niedroga. "Wyobraźmy sobie, że nasze chipy mogą trafić do małego wkładu, a wkładka może zostać podłączona do instrumentu" - powiedział Hamilton. "Podobnie jak w przypadku płyty CD, dostajesz płytę CD, podłączasz ją, używasz pilota do pracy."
Po podłączeniu wszystkich mikroukładów potężny mikroskop wykonuje na żywo obrazy komórek i wysyła dane bezpośrednio do iPhone'a, iPada lub komputera, aby te zmiany mogły być monitorowane w czasie rzeczywistym. "Zapewnia to interfejs użytkownika Dzięki temu możesz dokładnie wiedzieć, co dzieje się z każdym z twoich układów "- powiedział Hamilton.
To, co znaleźli we wstępnych testach, było przełomowe. "Niesamowite jest to, że odkryliśmy rzeczy, których nikt nigdy wcześniej nie widział, nie tylko naśladujemy, przewidujemy to, ale stwierdziliśmy, że ruchy oddechowe są odpowiedzialne za ostatnią część absorpcji tych cząstek", powiedział Ingber. Byli nawet w stanie przetestować nowy lek, aby zapobiec płynowi w płucach, znanym jako obrzęk płucny. Firmy farmaceutyczne testowały je niedługo potem na królikach i psach i potwierdziły wyniki z zespołu Hamiltona.
Kiedy ten system jest dostępny dla laboratoriów do zakupu, Ingber oczekuje, że ostatecznie zastąpi testy na zwierzętach, co obniży koszty i skróci czas ramy czasowe procesu testowania narkotyków. Co najważniejsze, testy będą przeprowadzane w komórkach ludzkich, które według niego będą miały znacznie większą zdolność przewidywania.
