Livet på ett mikrochip
Våra kroppars effektiva försvar mot skadliga ämnen utgör en av medicinsk forsknings största utmaningar. Tabletter är verkningslösa om de inte tas upp av tarmväggen, och läkemedel mot Alzheimers fyller ingen funktion om de inte kan nå in i hjärnan. En av lösningarna stavas organs-on-a-chip, forskningsverktyget som nu utvecklas vid institutionen för teknikvetenskaper i Uppsala.
– Organs-on-a-chip handlar om modeller i mikroformat som utformats för att likna olika biologiska barriärer såsom huden, tarmväggen eller blod-hjärnbarriären, säger Maria Tenje, docent i mikrosystemteknik vid Uppsala universitet.
– Dessa modellsystem byggs upp på mikrochip och innehåller membran där celler kan odlas. Förutom att membranen inte hindrar transporten av läkemedel kan man kontinuerligt föra in näringsämnen via kanaler. Dessutom kan vi odla humana celler i chippen så att det blir en modell som liknar människan själv.
Enligt Maria Tenje finns det stora etiska argument för att ta fram bättre experimentsystem eftersom sådana minskar behovet av djurförsök. I EU utförs djurförsök på 10 miljoner försöksdjur varje år för medicinsk och läkemedelsforskning.
– Många skulle kunna ersättas av organs-on-a-chip för att göra de första studierna av nya läkemedels förmåga att tränga igenom kroppsbarriärer.
Just nu bygger Maria Tenjes forskargrupp upp nya typer av membran som cellerna kan odlas på, och som bättre liknar de membranliknande strukturer som cellerna växer naturligt på i kroppen. Fokus ligger på att ta fram modeller av tarmväggen och det lager av celler som skiljer hjärnan från blodflödet.
Framförallt är det membranens material och dess kemiska sammansättning som avgör om celler ska trivas och växa, poängterar hon. Det är ett arbete som kräver många kompetenser. I hennes forskargrupp finns dessa inom såväl fysik, materialvetenskap, kemi som nanoteknik, och därtill täta samarbeten med andra forskningsavdelningar.
– Närheten till så många olika forskningsgrupper här på Ångströmlaboratoriet är väldigt spännande och i många fall avgörande!
FAKTA:
Organs-on-a-chip är ett etablerat uttryck inom medicinsk teknik och syftar på konstgjorda modeller
av mänskliga organ där organen i form av celler odlas på mikrochip. De olika membran
som cellerna odlas på är tillverkade med samma tekniker som används för att framställa mikrochip
till datorer. Varje organ-on-a-chip mäter runt 1x1 mm
2.
Anneli Björkman