“芯片心脏”可评估化疗及癌症药物毒性

科技日报记者 刘霞

化疗可能对心脏细胞有毒，为保护癌症患者的心脏，美国西达赛奈医学中心科学家创建了一种三维“芯片心脏”来评估药物的安全性。这种用干细胞制造的“芯片心脏”可准确预测药物对人类心脏细胞的影响。相关研究论文发表于最新一期《芯片实验室》杂志。

研究人员使用一种独特的3D芯片来检查化疗对不同类型心脏细胞的影响。
图片来源：夏尔马实验室

研究团队通过诱导多能干细胞，制造出了两种心脏细胞：心肌细胞和血管细胞，并将其引入了专门的芯片内。这些3D芯片拥有相互交叉的通道，可使细胞各自分离，但又能相互作用。芯片还可移动并引入液体。

最新研究负责人阿伦·夏尔马表示，该芯片使他们能够来回拉伸细胞以模拟心跳，并能引入液体来模拟血液通过心脏的流动情况。这些“成熟”的细胞在功能上更接近成年心脏细胞，为药物毒性研究提供了更好的测试平台。

为证明这种“芯片心脏”作为药物测试平台的成熟程度，研究团队让其接受VEGFR/PDGFR抑制剂的化疗药物治疗。该药物已知会对心肌和血管细胞产生不良影响。结果显示，“芯片心脏”上这两种细胞都出现了损伤。

研究团队表示，如果在后续研究中这种“芯片心脏”继续表现良好，该技术可显著降低药物开发成本，并加速新疗法的利用。

研究团队还可用这些“芯片心脏”创建针对不同患者的芯片，显示患者心脏对治疗的反应，从而为其提供个性化治疗。另一种可能性是将此类芯片与其他类似芯片集成在一起，最终创建一个“芯片患者”模型，这是精准医学的长期愿景之一。