Разработанное доцентом Гретхен Малер и выпускницей биомедицинской инженерии Binghamton Кортни Саколиш, доктор философии ’16, многоразовое, многослойное и микрофлюидное устройство включает в себя пористый субстрат для роста с потоком физиологической жидкости и пассивную фильтрацию капилляров вокруг конца почка, называемая клубочком, где отходы фильтруются из крови.«Это уникальная платформа для изучения взаимодействия между лекарствами и клетками или тканями, особенно в почках, где современные модели отсутствовали», — сказал Саколиш. «Мы надеемся, что в будущем эти платформы будут использоваться в качестве альтернативы на животных во время доклинических испытаний, чтобы более точно направить эти исследования на успешные результаты на людях».«Это тканевая инженерия, но не для замены органа или ткани человека», — сказал Малер. «Идея состоит в том, что мы можем воссоздать основные функции органов в упрощенном виде для использования в качестве инструмента скрининга наркотиков. Поиск новых лекарств очень сложен, дорог и неэффективен.
Мы надеемся, что, используя человеческие клетки в физиологической среде, мы сможем помочь направить ресурсы на наиболее многообещающих новых кандидатов на лекарства и быстрее определить, что другие новые кандидаты потерпят неудачу ».Результаты показывают, что клетки, выращенные в устройстве, демонстрируют более естественное поведение, чем при выращивании традиционными методами культивирования, а фильтрация клубочков необходима для здорового функционирования клеток.«Мы обнаружили, что более сложные, динамические условия культивирования (подобные тем, которые используются в этом проекте) необходимы для точного прогнозирования токсичности почечных лекарств в организме человека», — сказал Саколиш. «Когда мы сравнили физиологическую функцию почек и токсичность лекарств при традиционном статическом культивировании с нашей новой моделью, мы обнаружили существенные различия в поведении клеток. На нашей платформе клетки выглядели и действовали так же, как те, которые вы обнаружите в организме, показывая больше чувствительные реакции на лекарства, чем традиционное статическое культивирование ».
Малер сказал, что в то время как другие разработали микрофлюидные модели проксимального канальца раньше, это первая модель, предлагающая клубочковую фильтрацию.«Этот тип устройства использует человеческие клетки в динамической, более физиологической среде, что потенциально позволяет лучше прогнозировать реакцию организма на лекарства, чем животные (исследования эффективности животных часто не переносятся на людей) или статические культуры клеток, которые являются наиболее распространенными. широко используемые инструменты доклинического скрининга », — сказал Малер.