"Probabilmente la sfida principale nello sviluppo di farmaci è che l'intero modello di sviluppo dei farmaci è rotto", secondo Donald Ingber, professore di bioingegneria senior presso Università di Harvard. "Lo sanno tutti, le case farmaceutiche lo sanno, la FDA lo sa, ma nessuno ha fatto nulla".
Ingber conosce una cosa o due sulla bioingegneria. È il direttore fondatore del Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering. Nato da una donazione da 250 milioni di dollari del miliardario svizzero Hansjorg Wyss, l'ambizione dell'Istituto è grande quanto il dono: cambiare il modo in cui produciamo la tecnologia.
"Abbiamo scoperto abbastanza ora su come la natura costruisce controlli e produttori, e noi "Ho capito che la natura fa meglio di quanto possa fare l'uomo", ha detto Ingber. "L'idea è che possiamo imparare dalla natura e dal design innovazioni ingegneristiche, dispositivi, nuovi materiali che possono funzionare come fa la nostra biologia, che può essere più compatibile, che può essere più funzionale, più specifico, meno tossico e realmente integrato in i nostri corpi in modi continui. "
Ingber supervisiona centinaia di progetti e uno staff di circa 350 ingegneri, product manager e post-doc. Crede che i suoi team siano stati in grado di inventare idee e prodotti trasformativi perché le barriere che esistono negli ambienti di ricerca tradizionali non esistono a Wyss.
"Abbiamo rotto il solito modello accademico in quanto non siamo un dipartimento, non siamo in nessuna scuola, non abbiamo spostato tutti i nostri docenti insieme, ma lasciamo che la nostra facoltà rimanga nei propri dipartimenti e nei propri piccoli imperi ", ha affermato. "Abbiamo quindi riunito piccole parti del gruppo di ciascuna persona in ciò che chiamiamo" collaboratori ". Sono luoghi in cui collaboriamo a progetti particolari, non sono di proprietà di un docente, sono di proprietà di un progetto, sono organizzati dalla passione e dalla scienza, non dalle linee guida amministrative e dai confini dipartimentali. "
Wyss ha collaboratori, partnership e accordi consortili in tutto il mondo, e Ingber nota che continua a crescere. "È come l'impresa di astronavi", ha detto. "Hai persone da tutte le parti: è una delle cose più fantastiche che non penso che la persona media possa realizzare."
Un prodotto in fase di sviluppo finale coinvolge organi umani su un chip. La scorsa estate, la scienziata dello staff senior Geraldine Hamilton ha presentato un polmone su un chip al TED Boston. Per non essere confuso con un polmone computerizzato, Hamilton e il suo team hanno effettivamente costruito un polmone su un chip di plastica della lunghezza di un quarto. Hanno usato cellule umane dei polmoni e dei vasi sanguigni e sono state in grado di simulare la respirazione all'interno del chip. "L'idea è che questi chip possano prevedere meglio la risposta umana ai farmaci, ma ci forniscono anche una migliore comprensione di come funzionano queste malattie e potenzialmente ci aiutano a trovare cure migliori per le malattie", ha detto Hamilton.
Attualmente, costa milioni di dollari per testare qualsiasi singolo composto. Numerose vite animali vengono perse a causa di anni di test sugli animali per ogni dato prodotto. Se Wyss è in grado di eseguire la fase di test attraverso gli organi su chip, è possibile salvare animali e denaro. Quindi Hamilton, non si è fermato al polmone. La sua squadra ha sviluppato un numero di organi battenti, tra cui un cuore, un rene e un fegato su chip. "Il vero potere deriva dal collegarli insieme", ha detto Hamilton. "Puoi iniziare a prevedere tutte le funzioni del corpo umano."
Il modo in cui il corpo umano risponde a qualsiasi cosa è molto complesso. Non è mai solo un organo, ma spesso l'interazione tra organi. Quindi, il Dr. Hamilton sta lavorando con Sony - un importante produttore che produce DVD tra altri dispositivi elettronici, per creare chip su una scala che può essere usa e getta e poco costosa. "Immagina quindi che i nostri chip possano entrare in una piccola cartuccia e che la cartuccia possa essere inserita in uno strumento", ha affermato Hamilton. "Proprio come con un CD. Prendi un CD, lo colleghi, usi un telecomando per farlo funzionare."
Una volta inseriti tutti i chip, un potente microscopio acquisisce le immagini in tempo reale delle celle e invia i dati direttamente a un iPhone, iPad o computer desk in modo tale che i cambiamenti e gli sviluppi possano essere monitorati in tempo reale. "Fornisce un'interfaccia utente ciò ti consente di sapere esattamente cosa sta succedendo a ciascuna delle tue fiches ", ha detto Hamilton.
Ciò che stanno riscontrando nei test preliminari è stato rivoluzionario. "La cosa sorprendente è che abbiamo scoperto cose che nessuno ha mai visto prima, non solo imitiamo, lo prevediamo, abbiamo scoperto che i moti respiratori sono responsabili di un'ultima parte dell'assorbimento di queste particelle", ha detto Ingber. Erano anche in grado di testare un nuovo farmaco per prevenire il liquido nei polmoni, noto come adema polmonare. Le compagnie farmaceutiche lo hanno testato non molto tempo dopo su conigli e cani e hanno confermato i risultati del team di Hamilton.
Una volta che questo sistema è disponibile per i laboratori da acquistare, Ingber si aspetta che alla fine sostituisca i test sugli animali, il che ridurrà i costi e accorcia le periodo di tempo del processo di test anti-droga. Soprattutto, i test saranno condotti su cellule umane, che a suo avviso avranno una capacità predittiva molto più elevata.
