FDA одобрило тестирование «органов на чипе»: новая технология для безопасных лекарств

Технология тканевых чипов Рочестерского университета, использующая человеческие клетки, была включена в пилотную программу регулятора и может получить статус метода, данные которого фармацевтические компании смогут применять при подаче заявок на новые медикаменты

Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA) добавило технологию тканевых чипов Рочестерского университета в пилотную программу ISTAND (Innovative Science and Technology Approaches for New Drugs). Это решение свидетельствует о том, что регулятор признает потенциал данной платформы в замене животных на доклинических испытаниях — как минимум, для одного из наиболее рискованных классов побочных эффектов. Программа ISTAND рассматривает перспективные инструменты, способные улучшить точность и безопасность разработки лекарств, и для платформы TraCe-bMPS это является первым шагом к получению статуса квалифицированного метода, данные с которого фармацевтические компании смогут прикладывать к заявкам на новые препараты.

Технология основана на модульных чипах µSiM с ультратонкими кремниевыми мембранами, на которых культивируются человеческие клетки. В чипах установлены датчики, которые непрерывно отслеживают уровень воспалительных сигналов.

Исследователи сосредоточены на предсказании двух конкретных осложнений иммунотерапии. Первое — синдром высвобождения цитокинов, также известный как цитокиновый шторм: стремительный выброс иммунных сигнальных молекул, который может привести к полиорганной недостаточности и летальному исходу. Второе — синдром нейротоксичности, связанный с иммунными клетками (ICANS), при котором активированная иммунная система повреждает нервную ткань, вызывая отёк мозга, спутанность сознания и судороги. Оба осложнения являются основной причиной остановки клинических испытаний перспективных иммуноонкологических препаратов.

Животные модели с обеими задачами справляются крайне неэффективно. Руководитель центра TraCe-bMPS профессор биомедицинской инженерии Джеймс Макграт прямо утверждает: животные снова и снова не способны предсказать цитокиновый шторм у человека. Это связано с тем, что иммунная система макак или крыс реагирует на те же антитела иначе, чем человеческая, — ключевые рецепторы и сигнальные каскады не совпадают. Чип же заполняется именно человеческими клетками и воспроизводит барьерную функцию тканей — например, гематоэнцефалический барьер, от которого зависит, пропустит ли мозг токсичные иммунные сигналы. Встроенные сенсоры позволяют наблюдать реакцию в реальном времени, а не реконструировать её по косвенным признакам, как это происходит при вскрытии животного.

Решение FDA принято на фоне растущего отказа от использования животных в американской регуляторной практике. В 2022 году Конгресс принял Закон о модернизации FDA 2.0, который отменил обязательное требование тестирования новых препаратов на животных перед клиническими испытаниями — теперь закон разрешает использовать альтернативные методы, включая органы на чипе и компьютерное моделирование. Включение платформы TraCe-bMPS в ISTAND — одно из первых практических применений этого закона. Следующий шаг для разработчиков — согласование с регулятором плана клинической валидации: сроки, протоколы обмена данными и статистические критерии, по которым чип будет признан достаточно надёжным для применения в заявках на новые лекарства.

Если квалификация будет получена, фармацевтические компании впервые в истории смогут заменить часть тестов на животных на данные, полученные исключительно от человеческих клеток в микрофлюидном устройстве, — что касается не гипотетических отдалённых рисков, а конкретных, смертельно опасных осложнений, которые в настоящее время выявляются только на пациентах.