Organi na čipovima (engl. Organs-on-chips, OoCs) predstavljaju revolucionarni napredak u proučavanju ljudske fiziologije i bolesti, nudeći in vitro mikrofiziološko okruženje koje imitira funkcije ljudskih organa. Ovi uređaji kombinuju ćelijsku biologiju i inženjering kako bi stvorili platformu koja podržava rast i funkciju ćelija izvan ljudskog tela. Sveobuhvatni pregled, objavljen u Journal of Exploratory Research in Pharmacology, istražuje trenutno stanje OoC tehnologije, njene primene, izazove i buduće izglede u razvoju lekova, modeliranju bolesti i personalizovanoj medicini.
OoC-ovi su klasifikovani u jednostruke, dvostruke ili višekanalne čipove. Dvokanalni čipovi imaju dva odvojena kanala povezana poroznom membranom, omogućavajući proučavanje interakcija između različitih tipova ćelija unutar istog tkiva. Ovi sistemi uključuju ulaze i izlaze za perfuziju medija kulture, oponašajući prirodno okruženje ljudskih tkiva.
Sposobnost OoC-a da replicira funkcije ljudskih organa pruža vredan uvid u molekularne mehanizme bolesti. Simulacijom fizioloških uslova ljudskih tkiva, OoC olakšavaju proučavanje progresije bolesti i efekata terapijskih intervencija. Ova tehnologija je bila posebno efikasna u modeliranju složenih organa kao što su jetra, mozak i krvni sistem.
Jetra, neophodna za različite fiziološke procese i metabolizam lekova, može biti ozbiljno pogođena neželjenim reakcijama na lek. Tradicionalni in vivo modeli često ne uspevaju tačno da predvide ove toksične efekte. Modeli jetre na čipu, koji kultivišu ćelije jetre na mikrofluidnom čipu, pokazali su obećanje u predviđanju hepatotoksičnosti i poboljšanju bezbednosnog profila novih lekova.
Tehnologija Brain-on-chip koristi litografiju u više koraka za kreiranje modela koji repliciraju mikrookruženje mozga. Ovi modeli su ključni za proučavanje neurodegenerativnih bolesti i regenerativnih kapaciteta nervnih tkiva. Tehnologija omogućava visokopropusni skrining eksperimentalnih tretmana i pruža uvid u složene ćelijske interakcije mozga.
Replikacija ljudskog cirkulacionog sistema je izazovna zbog njegove složenosti. Modeli krvi na čipu uključuju različite komponente krvi, kao što su bela i crvena krvna zrnca, trombociti i plazma, da bi se proučavale njihove interakcije i imuni odgovor. Ovi modeli su konstruisani korišćenjem polidimetilsiloksana (PDMS) i kritični su za razumevanje hematoloških poremećaja i razvoj novih tretmana.
Rak pankreasa ostaje jedan od najtežih karcinoma za lečenje zbog svoje invazivne prirode i otpornosti na konvencionalne terapije. Modeli pankreasa na čipu su razvijeni da proučavaju interakciju između kancerogenih i normalnih ćelija pankreasa, pružajući platformu za testiranje novih lekova protiv raka i poboljšanje strategija lečenja.
OoC transformišu razvoj lekova tako što pružaju precizniji prikaz odgovora ljudskog tkiva u poređenju sa tradicionalnim životinjskim modelima. Ovi uređaji omogućavaju testiranje efikasnosti i bezbednosti lekova u različitim fazama razvoja, potencijalno smanjujući vreme i troškove vezane za dovođenje novih lekova na tržište. Pored toga, OoC nude platformu za personalizovanu medicinu, gde se tretmani mogu prilagoditi specifičnim potrebama pojedinačnih pacijenata.
Uprkos svom potencijalu, OoC se suočavaju sa nekoliko izazova, uključujući složenost tačne replikacije ljudske fiziologije i potrebu za standardizacijom u različitim modelima. Buduća istraživanja bi trebalo da se fokusiraju na poboljšanje skalabilnosti i ponovljivosti OoC sistema. Saradnja između akademskih institucija, industrije i regulatornih agencija biće ključna u unapređenju ove tehnologije i njenoj integraciji u glavna biomedicinska istraživanja i zdravstvenu zaštitu.
Organi na čipovima predstavljaju značajan korak napred u biomedicinskim istraživanjima, nudeći nove uvide u ljudsku fiziologiju i mehanizme bolesti. Tačnim oponašanjem mikrookruženja ljudskih tkiva, OoC-i pružaju moćan alat za razvoj lekova, modeliranje bolesti i personalizovanu medicinu. Kontinuirani napredak u ovoj tehnologiji obećava transformaciju zdravstvene zaštite i poboljšanje ishoda pacijenata.
