Een onderzoeksteam heeft een chip ontwikkeld met een geïntegreerd stukje hartspier. De hartspier in de chip zou volgens de onderzoekers exact hetzelfde reageren op hartmedicijnen zoals het menselijk lichaam dat doet. Hierdoor zouden medicijnen niet langer getest hoeven te worden op dieren, zo valt te lezen in het onderzoeksrapport dat is gepubliceerd in Scientific Reports.
De onderzoekers kweekten de stukjes hartspier zelf in een lab op basis van een speciale techniek met stamcellen. De stamcellen groeiden kunstmatig, waarna de onderzoekers voorzichtig de structuur van de spier aanpasten. Hiermee wisten de onderzoekers een hartspier van 2,5 centimeter te ontwikkelen die identiek is aan het menselijk hart. Vervolgens plaatsten zij de hartspier in een chip van silicone.
Binnen 24 uur nadat de hartspier in de chip werd geplaatst begon de spier te kloppen op een rustig tempo van 55 tot 80 hartslagen per minuut. Om de werking van de hartspier te checken, testten de onderzoekers vier medicijnen waarvan de bijwerkingen bekend zijn: isoproterenol, E-4031, verapamil en metoprolol. Op basis van de hartslag bleek dat de hartspier op exact dezelfde manier reageert als een ‘echt’ menselijk hart.
Onderzoeks- en ontwikkelingskosten
Volgens Kevin Healy, de leider van het onderzoek, brengt dit grote voordelen met zich mee:
De komst van deze chip kan ervoor zorgen dat er niet langer dieren nodig zijn bij het testen van medicijnen op bijwerkingen. Naast het feit dat het niet langer ethisch verantwoord is om medicijnen te testen op dieren, blijkt dat medicijnen vaak een andere uitwerking hebben op mensen dan op dieren.
Het grootste probleem van de afwijking in bijwerkingen is het feit dat de onderzoekskosten onnodig hoog oplopen. Volgens Healy kost het ontwikkelen van een medicijn ongeveer vijf miljard dollar, waarvan zestig procent wordt besteedt aan onderzoek en ontwikkeling.
Volgens de onderzoekers maakt de chip het mogelijk om sneller en efficiënter te testen, waardoor de ontwikkelkosten drastisch omlaag gebracht kunnen worden. Daarnaast is de ‘gekweekte’ hartspier meerdere weken te gebruiken, waardoor meerdere medicijnen getest kunnen worden op dezelfde hartspier.
De onderzoekers laten weten nog lang niet klaar te zijn met de ontwikkeling van dergelijke chips. Zo onderzoeken zij de mogelijkheid om gepersonaliseerde chips te ontwikkelen, waardoor zij direct kunnen zien hoe een persoon zal reageren op een medicijn. Daarnaast worden ook de mogelijkheden onderzocht om chips te ontwikkelen op basis van andere organen. Door meerdere organen aan elkaar te linken wordt sneller duidelijk welke bijwerkingen een medicijn heeft.