A HUN-REN Energiatudományi Kutatóközpont Műszaki Fizikai és Anyagtudományi Intézetének (HUN-REN EK MFA) kutatói nemzetközi együttműködésben olyan komplex mikrochipek fejlesztésében vesznek részt, melyek a modern mikroelektronikai, optikai, mikrofluidikai és mikrobiológiai rendszerek, valamint a MI alapú modellek integrált alkalmazásával képesek mesterségesen fenntartott szövetek elemzésére.
A gyorsan fejlődő Organ-on-Chip technológia célja az emberi szervek fiziológiai és funkcionális tulajdonságainak replikálása egy mikrostrukturált platformon – működésük, kölcsönhatásaik biokémiai szintű megértése, illetve gyógyszerek hatékonyságának, toxicitásának és farmako-kinetikájának elemzése érdekében. Ezek az in-silico modellek elősegítik az állatkísérleteket kiküszöbölését a gyógyszervegyületek és kozmetikai hatóanyagok előzetes tesztelése során, de lehetővé teszik azok megbízhatóságának és
hatékonyságának releváns értékelését. A helyettesítő in vitro modellek kifejlesztése kapcsán különös kihívást jelent a kémiai környezet és az arra adott összetett biológiai válaszok automatizált elemzése és értelmezése.
Ennek megfelelően az UNLOOC projekt során a résztvevő kutatók multidiszciplináris csapata olyan Organ-onChip eszközökre épülő technológiai platformot fejleszt, optimalizál, vizsgál és alkalmaz, amely megfelel a gyógyszerhatóanyag tesztekben történő erősen párhuzamosított felhasználásra (beleértve a mintavételi, mintakezelő fluidikai rendszert, sejttenyésztő platformokat, a biológiai folyamatok követésére alkalmas érzékelő rendszereket). A konzorcium a platformok teljesítőképességét gyakorlati példákon (pl. Skin-on-Chip) keresztül demonstrálja.
A HUN-REN EK Mikrorendszerek Laboratóriumának szakemberei a gyógyszerhatóanyagok, illetve a biológiai kísérletek során releváns egyéb marker molekulák koncentrációjának folyamatos követésére alkalmas (optikai, elektrokémiai és plazmonikai) szenzorrendszerek fejlesztésében vesznek részt.
A magyar kutatók fő célja:
- Az OOC technológiával kompatibilis mikrofluidikai küvetta fejlesztése és gyártástechnológiájának
kidolgozása az optikai spektroszkópiai mérésekhez, - Moduláris UV-VIS / NIR / Raman mérési összeállítás megvalósítása integrált kiolvasó elektronikával és szoftverkörnyezettel,
- Széles hullámhossztartományban sugárzó infravörös LED gyártási és tokozási technológiájának kidolgozása – és eljuttatása prototípus szintig,
- Elektrokémiai mérésekhez alkalmazható speciális elektródaszerkezetek tervezése és gyártása.
A német Microfluidic Chipshop GmbH cég által vezetett 51 tagú európai konzorcium célja, hogy projektben kifejlesztendő OOC technológia nemcsak az ellenőrzött gyógyszertesztelést tegye lehetővé, hanem a betegségek patofiziológiájának modellezését és hosszú távon a személyre szabott orvoslását is. Az UNLOOC projektben kifejlesztett eszközök emberi szöveteket utánozva, a jövőben akár egyéni betegből származó mintákkal segítik a gyógyszerek biztonságosabb és gyorsabb tesztelését. Az elért eredmények hosszabb távon akár (kemo)terápiás protokollok személyre szabott tervezésében is hasznosíthatók lesznek, ami a projekt közvetlen kiterjesztése, transzlációja lehetne.
A 2024-1.2.4-KDT-2024-00001 számú, „UNLOOC – Organ-on-Chip rendszerek (magyar részvétel a 101140192 Horizon Europe projektben)” című projekt a Nemzeti Kutatási, Fejlesztési és Innovációs Alap támogatásával valósul meg.
Bővebb információ, kapcsolat:
https://www.mfa.kfki.hu/kutatas/projektek/unlooc/ , https://www.unlooc.eu/project
Dr. Fürjes Péter, projektvezető, furjes.peter@ek.hun-ren.hu
Optikai molekulaérzékelés az UNLOOC projektben: a nanoszerkezetektől az orvostechnikai és farmakológiai alkalmazásokig
