Hotline 247
04 6662 6362
 
Hà Nội
0968 378 899
 
Hồ Chí Minh
01289 777 888

Mô hình chip gan thu nhỏ có thể giúp tăng sự an toàn thực phẩm ở Mỹ

BioMedia

Mục đính là để so sánh những cơ quan được thiết kế với các mô hình động vật, với cách nhìn hướng đến sự thay thế thử nghiệm động vật.

Các chip gan mà cơ quan FDA hiện đang thử nghiệm.

FDA sử dụng kỹ thuật cơ quan trên chip của Emulate cho việc thử nghiệm độc tính.

Công ty Emulate cho biết sẽ hợp tác với FDA để đánh giá và có đủ điều kiện kỹ thuật chip cơ quan để kiểm tra/ thử nghiệm độc tính để đáp ứng các tiêu chuẩn quy định đối với các sản phẩm bao gồm: thực phẩm, phụ gia thực phẩm, và mỹ phẩm.

Thông qua Hiệp Định Hợp Tác Nghiên Cứu Và Phát Triển (CRADA) với văn phòng Thực phẩm và Thú y của cơ quan FDA kéo dài hằng năm, Emulate và cơ quan FDA sẽ tiến hành thử nghiệm sử dụng hệ thống mô phỏng con người (Human Emulation System™) bao gồm các chip cơ quan cũng như các thiết bị và phần mềm ứng dụng.

Ông Geraldine A. Hamilton, tổng giám đốc của Tổ chức xúc tiến thương mại và CSO, nói trong một tuyên bố: "Chúng tôi rất vui mừng khi bắt đầu mối quan hệ với FDA, nó  như là một bước đi đầu tiên để gia tăng sự lựa chọn áp dụng hệ thống mô phỏng con người - Human Emulation System của chúng tôi, để áp dụng rộng rãi như là một nền tảng thử nghiệm mới cho một loạt các sản phẩm được xem xét và phê duyệt bởi các cơ quan quản lý để bảo vệ và cải tiến sức khỏe con người ".

Emulate đã phát triển các chip cơ quan mô phỏng phổi, gan, não và thận. Các chip cơ quan là các môi trường sống, môi trường vi mô được thiết kế để tái tạo sinh lý tự nhiên và các lực cơ học mà các tế bào trải nghiệm trong cơ thể con người. Mỗi chip cơ quan có chứa các kênh rỗng nhỏ xen kẻ hàng chục ngàn các tế bào và mô người và có kích thước gần bằng kích thước của một pin AA.

Tiến sĩ Hamilton nói với GEN vào năm 2015. "Kênh trung tâm có một màng linh động, xốp, có thể được phủ một lớp protein ngoại bào, cung cấp một "khung - scaffold" cho các tế bào neo trong cơ quan, giúp chúng ta gieo cấy các tế bào này vào trong chip. "Emulate cho biết: các nhà nghiên cứu của FDA và Emulate ban đầu sẽ sử dụng các chip gan của người, chó và chuột để thực hiện các nghiên cứu nhằm đánh giá sự khác nhau giữa các loài, giữa dữ liệu về độc học giữa con người và các loài động vật.

Cục quản lý thực phẩm và dược phẩm Hoa Kỳ (FDA) đã bắt đầu thử nghiệm một chip gan - các mô hình thu nhỏ của cơ quan người đã được thiết kế để bắt chước các chức năng sinh học - có thể mô phỏng các phản ứng của con người đối với thực phẩm và bệnh tật do thực phẩm. Các thí nghiệm sẽ giúp cơ quan xác định xem những công ty có thể thay thế dữ liệu động vật bằng dữ liệu chip khi áp dụng việc phê chuẩn của một hợp chất mới, chẳng hạn như phụ gia thực phẩm, có thể gây độc hại. Đây là lần đầu tiên một cơ quan quản lý ở bất kỳ nơi đâu trên thế giới đều có thể tiến hành các chip trên cơ thể như là một phương pháp thay thế cho các thử nghiệm động vật.

Suzanne Fitzpatrick, cố vấn cấp cao về độc tính trong bộ phận an toàn thực phẩm của FDA, tuyên bố đề nghị này vào ngày 11/4 trong một bài viết trên blog. Mặc dù các chip được thiết kế để thử nghiệm các loại thuốc, song phòng ban của Fitzpatrick muốn sử dụng chúng để xem các cơ quan cá nhân/ riêng lẻ xử lý các sản phẩm như chất bổ sung và mỹ phẩm như thế nào. Họ cũng có thể kiểm tra cách mà các mầm bệnh do thực phẩm tác động đến các cơ quan cụ thể. Các nhà khoa học về an toàn thực phẩm của FDA trước tiên sẽ đánh giá chip gan ở người, trước khi chuyển sang mô hình thận, phổi và ruột.

Các chip được thực hiện bởi Emulate, một công ty công nghệ sinh học ở Boston, Massachusetts. Các cơ quan thu nhỏ chứa nhiều loại tế bào gan người được nuôi dưỡng ở  scaffold và liên tục bơm một dịch lỏng giống như máu qua hệ thống để cung cấp chất dinh dưỡng và loại bỏ chất thải. Giám đốc điều hành Geraldine Hamilton nói rằng họ cũng có thể thêm các thành phần hệ miễn dịch vào chip để kiểm tra nó ảnh hưởng đến sự trao đổi chất của gan như thế nào.

Một chặng đường dài để đi

Lawrence Vernetti, chuyên gia về độc tố học tại Đại học Pittsburgh, Pennsylvania - người đang phát triển một loại chip trên gan khác, phát biểu: "Tôi rất vui mừng khi mọi người sẵn lòng thử nghiệm công nghệ mới này". Một số hướng trao đổi chất của động vật rất khác biệt với con người: ví dụ, sô-cô-la có độc tính đối với chó. Mặc dù động vật thường là mô hình tốt để dự đoán các vấn đề độc tính ở người, nhưng theo ông, nếu mục tiêu lâu dài là giảm số lượng động vật sử dụng để thử nghiệm, "chúng ta phải đưa ra một hệ thống mà các nhà quản lý khoa học sẽ tin tưởng vào những câu trả lời được đưa ra từ nó", Vernetti nói.

Ông Vernetti nói rằng ông rất ngạc nhiên bởi các nhà quản lý đã bắt đầu thử nghiệm các thiết bị này, nhưng ông nói rằng quyết định này là kịp thời vì áp lực ngày càng tăng từ công chúng để giảm thiểu việc sử dụng động vật trong nghiên cứu. Vào năm 2013, Liên minh châu Âu đã cấm bán mỹ phẩm đã được thử nghiệm trên động vật. "Bạn không thể ngừng những thử nghiệm - bạn phải đưa ra một phương án khác", Vernetti nói. "Những thiết bị con người trên chip này có thể là một câu trả lời hay."

Thông báo này là một chiến thắng cho các nhà hoạt động vì quyền lợi động vật. Kathy Guillermo, phó chủ tịch cấp cao của People for the Ethical Treatment of Animals (PETA) cho biết: "Động vật không phải chịu đựng các xét nghiệm độc tố để cải thiện chăm sóc sức khoẻ cho con người và chúng tôi rất vui mừng vì FDA đang hành động" Ở Norfolk, Virginia, trong một bản tuyên bố trên Nature.

Tuy nhiên, đây sẽ là một khoảng thời gian trước khi các cơ quan trên chip thay thế việc thử nghiệm động vật hoàn toàn. Hamilton chỉ ra rằng ngay cả khi chip gan của con người xử lý độc tố mà không có sự cố, nhưng có thể có những tác động không lường trước đối với các cơ quan khác, chẳng hạn như tim. Mặc dù các nhà nghiên cứu đang tìm cách liên kết 10 chip cùng nhau, nhưng nghiên cứu về động vật hoàn toàn không phải là "tầm nhìn của chúng tôi ngay bây giờ", Hamilton nói. "Bây giờ chúng ta có rất nhiều việc phải làm".

Hướng tương lai

Hợp đồng hợp tác CRADA cho phép mở rộng thêm các chip cơ quan bao gồm chip ruột, chip phổi và các hệ thống tim. Hệ thống mô phỏng dựa trên sự tiến triển của nghiên cứu và bổ sung thêm các vùng quan tâm.

FDA sẽ xem xét và đưa ra phản hồi về việc thực hiện và áp dụng hệ thống mô phỏng con người cho cơ quan nghiên cứu. Emulate có thể được sử dụng các thông tin thu được từ FDA để tiếp tục phát triển và cải tiến hệ thống.

Hệ thống mô phỏng con người được thiết kế để cung cấp một mô hình tiên đoán phản ứng của con người đối với các bệnh tật, thuốc, hóa chất và thực phẩm thông qua cách tái tạo sinh lý tự nhiên của các mô và cơ quan người cụ thể- với độ chính xác cao hơn và chi tiết hơn so với các phương pháp thử nghiệm lâm sàng khác, theo công ty.

Chương trình "chip mô cho việc sàng lọc thuốc - Tissue Chip for Drug Screening program- đã làm việc để phát triển mô hình mô người 3D (hoặc chip), mô hình cấu trúc và chức năng của các cơ quan người, như phổi, gan và tim- và sau đó kết hợp các chip này vào một hệ thống hợp nhất đểcó thể bắt chước các chức năng phức tạp của cơ thể người. Theo NIH’s National Center for Advancing Translational Sciences (NCATS) cho biết: chương trình này nhằm mục đích cải tiến quá trình khoa học chuyển đổi để dự đoán liệu thuốc có an toàn và hiệu quả ở người hay không.

Tài liệu tham khảo:

1. Sara Reardon, "Miniature liver on a chip could boost US food safety", Nature, 12 April 2017. 

2. "FDA to use Emulate's Organ-on-a-chip Technology for Toxicology Testing", Genetic Engineering & Biotechnology News, April 11, 2017.

Các bài viết cùng chủ đề

Mô hình chip gan thu nhỏ có thể giúp tăng sự an toàn thực phẩm ở Mỹ

Mục đính là để so sánh những cơ quan được thiết kế với các mô hình động vật, với cách nhìn hướng đến sự thay...

Sinh tổng hợp cung cấp phương pháp mới để sản xuất kháng sinh

Các nhà nghiên cứu từ Trường Đại học Hoàng gia London (Imperial College London) đã tái thiết kế lại nấm men bánh mì (Saccharomyces cerevisiae)...