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抗生素安全领域取得突破:传感器和人体组织相结合,打造仿生技术智能“肾脏芯片”

来源:互联网    作者:      2022年11月28日 16:23

导语:

公共卫生问题中,抗生素耐药性已在全球范围内引起广泛关注,并产生了诸多严重后果。仅美国一个国家,每年超280万人患耐药性感染,其中有35000人因此死亡。新型耐药机制层出不穷,且在全球不断蔓延,对于肺炎、肺结核和败血症等常见传染病的治疗手段造成了极大威胁。

庆大霉素作为一种常用抗生素被世界卫生组织(WHO)收录为基础药物。但是在使用此类抗生素(氨基糖苷类)后,高达25%的住院患者肾脏功能受损。美国疾病预防控制中心(CDC)的数据显示,超3700万美国人患有慢性肾病。这是非常严重的公共卫生问题,为此美国联邦药物局(FDA)已将开发减轻肾脏负担的抗生素药物列为国家优先事项。

由耶路撒冷希伯来大学Grass生物工程中心主任及Tissue Dynamics生物技术初创公司创始人Yaakov Nahmias教授带领的研究团队发现了一种由抗生素引起的新型肾脏损伤机制。Nahmias教授表示:“通常大部分药物开发工作都需要进行临床老鼠实验,以检测药物疗效及副作用等问题,但这次我们发现的是属于人类特有的损伤机制。”

该学术团队与Tissue Dynamics公司合作开发了一种仿生微型肾脏,并嵌入光电传感器(其大小约为一根人类发丝宽度的一半)。该芯片能够模拟人体正常的生理机能,相较动物实验中的行为和结果更加精准。通过利用这些传感器,希伯来大学团队能够测量微型肾脏中的葡萄糖积累,以及因此导致的脂质快速堆积和肾脏损伤。Nahmias解释道:“人类是通过摄取糖分获取脂质,而啮齿类动物主要是从饮食中获取脂质。”通过使用糖尿病药物恩格列净(empagliflozin)抑制肾脏中的葡萄糖重吸收,从而阻断抗生素的致病性。

近日,Tissue Dynamics已跻身全球排名前 5 的仿真器官芯片公司之列,公司创始人Nahmias表示:“这是一个里程碑式的创新研究,证明了融合传感器与人体组织的仿生技术可以迅速推动药品研发。”


(文章为作者独立观点,不代表艾瑞网立场)
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