"Den største udfordring inden for narkotikaudvikling er sandsynligvis, at hele narkotikaudviklingsmodellen er brudt", siger Donald Ingber, en senior bioengineering professor ved Harvard Universitet. "Alle ved det. Droveselskaberne kender det. FDA ved det, men ingen har gjort noget ved det."
Ingber ved en eller to ting om bioteknologi. Han er grundlægger direktør for Wyss Institute for Biologisk Inspireret Engineering. Født ud af en donation på $ 250 millioner fra den schweiziske milliardær Hansjorg Wyss, er instituttets ambition lige så stor som gaven: at ændre, hvordan vi laver teknologi. "
" Vi har afdækket nok nu om, hvordan naturen bygger kontroller og producenter, og vi har indset, at naturen gør det bedre end man kan, "sagde Ingber. "Ideen er, at vi kan lære af naturen og designe tekniske innovationer, enheder, nye materialer, der kan fungere som vores biologi gør. Det kan være mere kompatibelt, det kan være mere funktionelt, mere specifikt, mindre giftigt og virkelig integreret i vores kroppe på sømløse måder. "
Ingber fører tilsyn med hundredvis af projekter og et personale på ca. 350 ingeniører, produktledere og postdokumenter. Han mener, at hans hold har været i stand til at komme med transformative ideer og produkter, fordi barrierer, der eksisterer i traditionelle forskningsmiljøer, ikke findes hos Wyss.
"Vi brød den sædvanlige akademiske model, fordi vi ikke er en afdeling, vi er ikke i nogen skole, vi bevæger os ikke sammen alle vores fakulteter sammen. Vi har faktisk ladet vores fakultet forblive i deres egne afdelinger og i deres egne små imperier, "sagde han. "Vi bragte derefter små biter af hver persons gruppe i det, vi kalder" samarbejdspartnere. " De er steder, hvor vi samarbejder om bestemte projekter. Det er ikke ejet af et fakultetmedlem, det ejes af et projekt. De er virkelig organiseret af lidenskab og videnskab, ikke af administrative retningslinjer og afdelingsgrenser. "
Wyss har samarbejdspartnere, partnerskaber og konsortieaftaler rundt om i verden, og Ingber bemærker, at den fortsætter med at vokse. "Det er som stjerneskibet virksomhed," sagde han. "Du har mennesker fra overalt. Det er en af de mest fantastiske ting, som jeg ikke tror, den gennemsnitlige person realiserer."
Et produkt nærmer sig endelige udviklingsstadier involverer menneskelige organer på en chip. Senior Staff Scientist Geraldine Hamilton præsenterede en lunge på en chip hos TED Boston i sommer. For ikke at forveksle med en computeriseret lunge har Hamilton og hendes hold faktisk bygget en lunge på en plastchip om kvartets længde. De brugte humane lunge- og blodkarceller og har været i stand til at efterligne vejrtrækning inden for chippen. "Ideen er, at disse chips bedre forudsiger menneskers respons på stoffer, men giver os også en bedre forståelse for, hvordan disse sygdomme virker og potentielt hjælper os med at finde bedre kur mod sygdomme," siger Hamilton.
I øjeblikket koster det millioner af dollars for at teste en enkelt forbindelse. Talrige dyreliv er gået tabt på grund af års dyreforsøg for et givet produkt. Hvis Wyss succesfuldt kan køre testfasen gennem organer på chips, så kan dyr og penge gemmes. Så Hamilton, har ikke stoppet ved lungen. Hendes hold har udviklet en række slagord, herunder et hjerte, en nyre og en lever på chips. "Den virkelige kraft kommer fra at forbinde dem sammen," sagde Hamilton. "Du kan begynde at forudse alle menneskekroppen funktion."
Den måde, hvorpå menneskekroppen reagerer på noget, er meget kompleks. Det er aldrig blot et organ, men ofte samspillet mellem organer. Så, Dr. Hamilton arbejder sammen med Sony - en stor producent, der producerer dvd'er blandt andet elektronik, for at skabe chips i en skala, der kan være engangs og billig. "Så forestill os, at vores chips kan gå ind i en lille patron, og at patronen kan stikke ind i et instrument," sagde Hamilton. "Ligesom du gør med en cd. Du får en cd, du sætter den i, du bruger en fjernbetjening til at fungere den."
Når alle chips er tilsluttet, tager et kraftigt mikroskop livebilleder af cellerne og sender dataene direkte til en iPhone, iPad eller computer skrivebord, så ændringerne og udviklingen kan overvåges i realtid "Dette giver en brugergrænseflade det giver dig mulighed for at vide præcis, hvad der foregår med hver eneste af dine chips, "sagde Hamilton.
Hvad de finder i indledende test har været banebrydende. "Hvad er fantastisk er, at vi har opdaget ting, som ingen nogensinde har set før. Vi efterligner ikke kun, vi forudsiger det. Vi har fundet ud af, at vejrtrækningerne er ansvarlige for en sidste del af absorptionen af disse partikler," siger Ingber. De var endda i stand til at teste et nyt lægemiddel for at forhindre væske i lungerne, kendt som pulmonal adema. Lægemiddelvirksomhederne testede det ikke længe efter på kaniner og hunde og bekræftede resultaterne fra Hamiltons team.
Når dette system er tilgængeligt for laboratorier at købe, forventer Ingber det til sidst at erstatte dyreforsøg, hvilket vil reducere omkostningerne og forkorte tidsramme for lægemiddelprøvningsprocessen. Vigtigst af alt vil testene udføres i humane celler, som han mener vil have meget højere forudsigelsesevne.
