"Có lẽ thách thức lớn trong phát triển thuốc là toàn bộ mô hình phát triển thuốc bị phá vỡ", theo Donald Ingber, giáo sư sinh học cao cấp tại Đại học Harvard. "Mọi người đều biết điều đó. Các công ty dược biết điều đó. FDA biết điều đó. Nhưng không ai làm bất cứ điều gì về nó cả."
Ingber biết một hoặc hai điều về kỹ thuật sinh học. Ông là Giám đốc sáng lập của Viện Wyss về kỹ thuật sinh học lấy cảm hứng. Sinh ra từ một khoản quyên góp trị giá 250 triệu đô la từ nhà tỷ phú người Thụy Sĩ Hansjorg Wyss, tham vọng của Viện lớn như món quà: thay đổi cách chúng ta tạo ra công nghệ.
"Chúng tôi đã khám phá ra cách tự nhiên xây dựng kiểm soát và nhà sản xuất. đã nhận ra rằng thiên nhiên làm nó tốt hơn so với con người có thể, "Ingber nói. "Ý tưởng là chúng ta có thể học hỏi từ thiên nhiên và thiết kế đổi mới kỹ thuật, thiết bị, vật liệu mới có thể hoạt động theo cách sinh học của chúng ta. Điều đó có thể tương thích hơn, có thể chức năng hơn, cụ thể hơn, ít độc hại hơn "
Ingber giám sát hàng trăm dự án và một đội ngũ khoảng 350 kỹ sư, người quản lý sản phẩm và tài liệu sau. Ông tin rằng các đội của ông đã có thể đưa ra những ý tưởng và sản phẩm biến đổi vì rào cản tồn tại trong môi trường nghiên cứu truyền thống không tồn tại ở Wyss.
"Chúng tôi đã phá vỡ mô hình học tập thông thường chúng tôi không ở bất kỳ trường nào, chúng tôi đã không di chuyển tất cả các giảng viên của chúng tôi lại với nhau. Chúng tôi thực sự cho phép giảng viên của chúng tôi ở lại trong các phòng ban riêng của họ và trong đế chế nhỏ của riêng họ, "ông nói. "Sau đó, chúng tôi đã tập hợp các bit nhỏ của từng nhóm người trong những gì chúng tôi gọi là 'cộng tác viên'. Đó là nơi chúng tôi cộng tác xung quanh các dự án cụ thể. Nó không thuộc sở hữu của một giảng viên, nó thuộc sở hữu của một dự án. Họ thực sự được tổ chức bởi niềm đam mê và khoa học, chứ không phải bởi các hướng dẫn hành chính và ranh giới phòng ban. "
Wyss có cộng tác viên, các mối quan hệ đối tác, và các thỏa thuận liên doanh trên khắp thế giới, và Ingber lưu ý rằng nó vẫn tiếp tục phát triển. "Nó giống như các doanh nghiệp phi thuyền," ông nói. Đó là một trong những điều tuyệt vời nhất mà tôi không nghĩ người trung bình nhận ra. ”
Một sản phẩm gần các giai đoạn phát triển cuối cùng liên quan đến các cơ quan của con người trên một con chip. Nhà khoa học cao cấp Geraldine Hamilton đã trình bày một chiếc phổi trên một con chip tại TED Boston vào mùa hè này. Không được nhầm lẫn với một máy vi tính phổi, Hamilton và nhóm của cô đã thực sự xây dựng một phổi trên một con chip nhựa về chiều dài của một phần tư. Họ sử dụng các tế bào phổi và mạch máu của con người và có thể bắt chước hơi thở bên trong con chíp. "Ý tưởng là những con chip này sẽ dự đoán tốt hơn phản ứng của con người đối với ma túy, nhưng cũng giúp chúng ta hiểu rõ hơn về cách thức hoạt động của bệnh này và có khả năng giúp chúng tôi tìm được phương pháp chữa trị tốt hơn cho bệnh", Hamilton cho biết. đô la để kiểm tra bất kỳ hợp chất đơn lẻ nào. Nhiều cuộc sống động vật bị mất do nhiều năm thử nghiệm động vật đối với bất kỳ sản phẩm cụ thể nào. Nếu Wyss có thể chạy thành công giai đoạn thử nghiệm thông qua các cơ quan trên chip, thì động vật và tiền có thể được lưu lại. Vì vậy, Hamilton, đã không dừng lại ở phổi. Nhóm của cô đã phát triển một số cơ quan đánh đập, bao gồm tim, thận và gan trên chíp. "Sức mạnh thực sự của nó đến từ việc liên kết chúng với nhau", Hamilton nói. "Bạn có thể bắt đầu dự đoán tất cả chức năng của cơ thể con người."
Cách cơ thể con người phản ứng với bất cứ điều gì là rất phức tạp. Nó không bao giờ chỉ là một cơ quan, nhưng thường là sự tương tác giữa các cơ quan. Vì vậy, Tiến sĩ Hamilton đang hợp tác với Sony - một nhà sản xuất chính sản xuất DVD trong số các thiết bị điện tử khác, để tạo ra các con chip trên quy mô có thể dùng một lần và rẻ tiền. "Vì vậy, hãy tưởng tượng chip của chúng tôi có thể đi vào một hộp mực nhỏ và hộp mực đó có thể cắm vào một nhạc cụ", Hamilton nói. "Giống như bạn làm với một đĩa CD. Bạn nhận được một đĩa CD, bạn cắm nó vào, bạn sử dụng một điều khiển từ xa để làm việc đó."
Một khi tất cả các chip được cắm vào, một kính hiển vi mạnh mẽ có hình ảnh trực tiếp của các tế bào và gửi dữ liệu trực tiếp đến iPhone, iPad hoặc bàn máy tính để những thay đổi và phát triển có thể được theo dõi trong thời gian thực. cho phép bạn biết chính xác những gì đang xảy ra với mỗi con chip của bạn, "Hamilton nói.
Những gì họ đang tìm thấy trong các thử nghiệm sơ bộ đã được đột phá. "Điều đáng kinh ngạc là chúng tôi đã khám phá ra những thứ chưa từng thấy trước đây. Chúng tôi không chỉ bắt chước, chúng tôi dự đoán nó. Chúng tôi nhận thấy rằng chuyển động hô hấp chịu trách nhiệm cho một phần cuối của sự hấp thụ các hạt này", Ingber nói. Họ thậm chí còn có thể thử nghiệm một loại thuốc mới để ngăn chặn dịch trong phổi, được gọi là phù phổi. Các công ty dược thử nghiệm không lâu sau thỏ và chó và xác nhận những phát hiện từ nhóm của Hamilton.
Khi hệ thống này sẵn sàng cho phòng thí nghiệm mua, Ingber hy vọng nó sẽ thay thế thử nghiệm động vật, điều này sẽ làm giảm chi phí và rút ngắn khung thời gian của quá trình thử nghiệm thuốc. Quan trọng nhất, các xét nghiệm sẽ được tiến hành trong tế bào người, mà ông tin rằng sẽ có khả năng tiên đoán cao hơn nhiều.
