Команда ученых из Беркли «упаковала» живые клетки в микросхему, и те образовали ткань, способную пульсировать и реагировать на раздражители.
Спустя 24 часа после загрузки клеток на устройство они начали пульсировать с частотой от 55 до 80 ударов в минуту — это нормальный пульс среднестатистического взрослого человека. Ученые обнаружили, что реакцию системы на воздействие препаратов можно предугадать: например, после получасового воздействия изопротеренолом, которым лечат брадикардию, «сердцебиение» на микросхеме участилось с 55 до 124 ударов. Устройство предлагают использовать для проверки реакции на лекарства — так можно будет отказаться от опытов на животных.
«Сердечная микрофизиологическая система» разработана таким образом, что кремниевая основа повторяет расположение и позиционирование тканей в сердце человека. С помощью конусообразной трубки ученые загрузили в основу нужное количество слоев. Микроканалы позволяют подражать процессу обмена нутриентов и лекарственных средств в тканях человека.
Из-за невозможности на ранних стадиях проверить препарат на людях разработка лекарства может закончиться ничем. В среднем на создание нового лекарства в США уходит $5 миллиардов, из них 60% — на исследования и разработки. Использование модели человеческого органа сократит расходы и снизит стоимость вывода препарата на рынок. Есть альтернатива в виде органов животных, но ученые из Беркли отмечают проблемы этого метода: например, из-за различий в структуре ионных каналов между сердцами человека и животных электрический ток проводится с разной интенсивностью, и это не единственное отличие, которое можно будет выявить в ходе тестирования препаратов. Ученые видят явное преимущество в моделях органов на микросхемах.
