Ερευνητές του University of Michigan χρησιμοποίησαν μία συσκευή - «νεφρό σε τσιπ» - για να εξομοιώσουν τη ροή φαρμάκων μέσα από τα ανθρώπινα νεφρά και να μετρήσουν τις επιπτώσεις τους στα κύτταρά τους.
Η νέα αυτή τεχνική θα μπορούσε να έχει ως αποτέλεσμα πολύ πιο ακριβείς δοσολογίες στη χορήγηση φαρμακευτικών ουσιών, κάτι που θα ήταν ιδιαίτερα χρήσιμο ειδικά όσον αφορά σε πιο δραστικές/δυνάμει τοξικές ουσίες που χρησιμοποιούνται κυρίως σε μονάδες εντατικής θεραπείας.
Όπως γίνεται εύκολα αντιληπτό, η ακριβής δοσολογία σε μονάδες εντατικής θεραπείας είναι κρίσιμης σημασίας, καθώς πολλοί ασθενείς υφίστανται σημαντικές ζημιές στα νεφρά. Σήμερα οι γιατροί και οι κατασκευαστές φαρμάκων βασίζονται κυρίως σε δοκιμές σε ζώα για τον καθορισμό της τοξικότητας των φαρμάκων και τον καθορισμό των ασφαλών δοσολογιών. Ωστόσο, τα ζώα κατά κανόνα «επεξεργάζονται» τα φάρμακα πιο γρήγορα από τους ανθρώπους, κάνοντας δύσκολη την ερμηνεία των αποτελεσμάτων και κάποιες φορές οδηγώντας σε λανθασμένα συμπεράσματα.
Η νέα αυτή τεχνική παρέχει έναν πιο ακριβή τρόπο δοκιμής δοσολογιών, εξομοιώντας με ακρίβεια το περιβάλλον στο εσωτερικό ενός ανθρώπινου νεφρού, μέσω της χρήσης μιας μικρορροϊκής συσκευής τσιπ για την παροχή της ακριβούς ροής φαρμάκου σε νεφρικά κύτταρα. Θεωρείται πως πρόκειται για την πρώτη φορά που μια τέτοια συσκευή χρησιμοποιείται για τη μελέτη της «συμπεριφοράς» του φαρμάκου στο σώμα (φαρμακοκινητικό προφίλ).
«Όταν χορηγείς ένα φάρμακο, η συγκέντρωση αυξάνεται γρήγορα και φιλτράρεται σταδιακά καθώς περνάει από τα νεφρά» αναφέρει ο Σουΐτσι Τακαγιάμα, καθηγητής βιοϊατρικής μηχανολογίας του πανεπιστημίου. «Ένα νεφρό σε τσιπ μας επιτρέπει να εξομοιώσουμε αυτή τη διαδικασία φιλτραρίσματος, παρέχοντας έναν πολύ πιο ακριβή τρόπο να μελετούμε το πώς τα φάρμακα συμπεριφέρονται στο σώμα» προσθέτει, τονίζοντας ότι η χρήση μιας τέτοιας συσκευής παρέχει την ευκαιρία για επανειλημμένα τεστ σε ελεγχόμενο περιβάλλον, καθώς και τη μεταβολή της ροής για την εξομοίωση διαφορετικών επιπέδων λειτουργίας των νεφρών.
Στη μελέτη, που δημοσιεύτηκε στο Biofabrication, συγκρίθηκαν δύο διαφορετικά προγράμματα δοσολογίας για χορήγηση γενταμικίνης, ενός αντιβιοτικού που χρησιμοποιείται ευρέως σε μονάδες εντατικής θεραπείας. «Ήμασταν σε θέση να έχουμε αποτελέσματα που είναι πιο κοντά στην ανθρώπινη φυσιολογία...από αυτά που είναι αυτή τη στιγμή δυνατόν να έχουμε μέσω δοκιμών σε πειραματόζωα» σημειώνει ο Τακαγιάμα.
