"Den store utfordringen innen narkotikaprodusering er sannsynligvis at hele stoffutviklingsmodellen er ødelagt," ifølge Donald Ingber, en senior bioengineering professor ved Harvard University. "Alle vet det. Narkotikafirmaene vet det. FDA vet det. Men ingen har gjort noe med det." Ingber vet noe om bioteknologi. Han er grunnlegger av Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering. Født ut av en donasjon fra $ 250 millioner fra den sveitsiske milliardæren Hansjorg Wyss, er instituttets ambisjon like stor som gaven: å endre hvordan vi lager teknologi. "
" Vi har avdekket nok nå om hvordan naturen bygger kontroller og produsenter, og vi har innsett at naturen gjør det bedre enn man kan, "sa Ingber. "Ideen er at vi kan lære av natur og design ingeniørinnovasjoner, enheter, nye materialer som kan fungere som vår biologi gjør. Det kan være mer kompatibelt, det kan være mer funksjonelt, mer spesifikt, mindre giftig og virkelig integrert i våre kropper på sømløse måter. "
Ingber fører tilsyn med hundrevis av prosjekter og et stab på ca. 350 ingeniører, produktansvarlige og postdokumenter. Han mener at hans lag har vært i stand til å komme opp med transformative ideer og produkter fordi barrierer som eksisterer i tradisjonelle forskningsmiljøer ikke finnes hos Wyss. «
» Vi brøt den vanlige akademiske modellen fordi vi ikke er en avdeling, Vi er ikke i noen skole, vi har ikke flyttet alle våre fakultet sammen. Vi la faktisk vår fakultet forbli i egne avdelinger og i deres egne små imperier, "sa han. "Vi tok sammen småbiter av hver persons gruppe i det vi kaller" samarbeidspartnere ". De er steder hvor vi samarbeider om bestemte prosjekter. Det er ikke eid av en fakultet, det eies av et prosjekt. De er virkelig organisert av lidenskap og vitenskap, ikke av administrative retningslinjer og avdelingsgrenser. "
Wyss har samarbeidspartnere, partnerskap og konsortieavtaler rundt om i verden, og Ingber merker at det fortsetter å vokse. "Det er som stjerneskipet enterprise," sa han. "Du har folk fra overalt. Det er en av de mest fantastiske tingene jeg ikke tror den gjennomsnittlige personen innser."
Ett produkt nærmer seg endelige stadier av utvikling involverer menneskelige organer på en brikke. Senior Staff Scientist Geraldine Hamilton presenterte en lunge på en chip på TED Boston denne sommeren. For ikke å bli forvekslet med en datastyrt lunge, har Hamilton og hennes team faktisk bygget en lunge på en plastbrikke om lengden på kvart. De brukte menneskelige lunge- og blodkarceller og har lært å etterligne pusten i brikken. "Tanken er at disse sjetongene vil bedre forutsi menneskers respons på rusmidler, men også gi oss en bedre forståelse av hvordan denne sykdommen fungerer og potensielt hjelper oss med å finne bedre botemidler for sykdommer," sier Hamilton.
For øyeblikket koster det millioner av dollar for å teste en enkelt forbindelse. Mange dyr liv er tapt på grunn av år med dyreforsøk for et gitt produkt. Hvis Wyss kan klare testfasen gjennom organer på sjetonger, kan dyr og penger bli spart. Så Hamilton, har ikke stoppet ved lungen. Hennes lag har utviklet en rekke slå organer, inkludert et hjerte, en nyre, og en lever på chips. "Den virkelige kraften kommer fra å knytte dem sammen," sa Hamilton. "Du kan begynne å forutsi all menneskelig kroppsfunksjon."
Måten menneskekroppen reagerer på, er veldig kompleks. Det er aldri bare et organ, men ofte samspillet mellom organer. Så, Dr. Hamilton jobber med Sony - en stor produsent som lager DVDer blant annet elektronikk, for å skape sjetonger på en skala som kan være disponibel og billig. "Så tenk at våre chips kan gå inn i en liten patron og at patronen kan plugge inn i et instrument," sa Hamilton. "Som du gjør med en CD. Du får en CD, du kobler den inn, du bruker en fjernkontroll til å fungere."
Når alle sjetongene er plugget inn, tar et kraftig mikroskop livebilder av cellene og sender dataene direkte til en iPhone, iPad eller PC-skrivebord, slik at det endres og utviklingen kan overvåkes i sanntid, "Dette gir et brukergrensesnitt som gjør det mulig å vite nøyaktig hva som skjer med hver eneste chips, sier Hamilton.
Det de finner i foreløpige tester, har vært banebrytende. "Hva er fantastisk er at vi har oppdaget ting som ingen har sett før. Vi mimicer ikke, vi forutsier det. Vi har funnet ut at pusteprosjektene er ansvarlige for en siste del av absorpsjonen av disse partiklene," sa Ingber. De var til og med i stand til å teste et nytt stoff for å hindre væske i lungene, kjent som pulmonal adema. Legemiddelfirmaene testet det ikke lenge etter på kaniner og hunder og bekreftet funnene fra Hamiltons team.
Når dette systemet er tilgjengelig for laboratorier å kjøpe, forventer Ingber at den til slutt skal erstatte dyreforsøk, noe som vil redusere kostnadene og forkorte tidsramme for legemiddelprøveprosessen. Viktigst, testene vil bli gjennomført i humane celler, som han mener vil ha mye høyere prediktiv evne.
