محققان مؤسسه علوم مواد سلولی یک‌پارچه (iCeMS) در ژاپن، یک وسیله کوچک بر روی یک تراشه طراحی کرده اند که می تواند عوارض جانبی داروها را بر روی سلول‌های انسانی آزمایش کند. این تراشه برخی از مشکلات کنونی تراشه‌های مایع-میکرونی (MicroFluid) را که عملکرد مشابهی دارند برطرف ساخته و به‌سوی نسل بعدی آزمایشات پیش‌بالینی می‌رود.
دستگاه قلب/سرطان توام بر روی چیپ (iHCC)، برای تست سمیت داروی ضد سرطان دوکسوروبیسین بر روی سلول‌های قلب استفاده شد. محققان، به رهبریِ کن ایچیرو کامائی از iCeMS، دریافتند در حالی که خود دارو سمی نیست، ولی متابولیت حاصل از واکنش آن با سلول‌های قلبی آسیب‌رسان می‌باشد. این دستگاه کوچک‌تر از لام شیشه‌ای میکروسکوپ است و شامل شش اتاقک می‌باشد؛ هر دو اتاقک از آن‌ها توسط میکروکانال‌هایی با یک سری ورودی و دریچه به یکدیگر متصل می‌شوند. پمپ بادی حرکت ماده سیال را از طریق کانال‌ها کنترل می‌کند. هر دو اتاقک و سیستم میکروکانال جداگانه، یک بستر آزمایش را تشکیل می‌دهند. سه بستر آزمایش در دستگاه اجازه می‌دهد تا معرفی تغییرات جزئی در هر بستر به طور هم‌زمان با مقایسه نتایج انجام شود. این گروه ابتدا اثرات دوکسوروبیسین را بر روی سلول‌های قلبی و سلول‌های سرطانی کبد به‌طور جداگانه در چاهک‌های کشت، بررسی کردند. این دارو اثر ضد سرطان مورد انتظار را بر روی سلول‌های سرطانی دارد بدون این‌که برای سلول‌های قلبی ایجاد آسیب کند.
سپس آزمایش را با استفاده از دستگاه iHCC انجام دادند. سلول‌های قلبی در یک حفره، و سلول‌های سرطانی کبد در حفره‌ی دیگر قرار گرفتند. دوکسوروبیسین از طریق یک سیستم حلقه بسته از میکروکانال‌ها که دو حفره را به یکدیگر متصل می‌کنند و به تقلید از سیستم گردش خون، به یک محیط کشت سلولی هدایت شد. به این ترتیب، دارو به طور یک طرفه در یک حلقه پیوسته از طریق هر دو حفره جریان می‌یابد. این گروه علائم سمیت را در هر دو سلول سرطانی و قلب پیدا کردند. فرضیه‌ی آن‌ها این بود که یک ترکیب، به نام دوکسوروبیسینول، که یک فرآورده جانبی متابولیک از دوکسوروبیسین است، با سلول‌های سرطانی ارتباط دارد و باعث ایجاد اثر سمی می‌شود.
برای آزمایش این فرضیه، آن‌ها دوکسوروبیسینول را به سلول‌های قلب و سلول‌های سرطانی کبدی که جداگانه در چاهک‌ها کشت شده‌اند اضافه کردند. این ترکیب برای سلول‌های قلب سمی بود ولی برای سلول‌های سرطانی نه. هنگامی که دوکسوروبیسین به تنهایی به سلول‌های سرطانی کبدی افزوده شد، مقدار تولید دوکسوروبیسینول بسیار کمتر از آن بود که سلول‌های قلبی را سمی کند. تیم تحقیقاتی معتقد است که این قضیه به این دلیل است که مقدار محتوای محیط کشت سلولی مورد نیاز برای یک آزمایش خوب، متابولیت را رقیق می‌کند. درحالیکه وقتی دوکسوروبیسین به داخل iHCC وارد می‌شود، متابولیت در حین حرکت از طریق سیستم گردش خون میکروکانال رقیق نمی‌شود، زیرا حجم کمتری از سلول‌ها مورد نیاز است. در نتیجه، این دارو به وسیله‌ی متابولیت خود اثر سمی بر روی سلول‌های قلب دارد.
این دستگاه نیاز به پیشرفت بیشتری دارد، اما این مطالعه نشان می‌دهد که چگونه این طراحی مفهومی می‌تواند برای بررسی عوارض جانبی و سمی داروهای ضدسرطان بر روی سلول‌های قلب، قبل از آزمایش‌های بالینی گران قیمت، مورد بررسی قرار گیرد. این مطالعه در مجله Royal Society of Chemistry Advances منتشر شده است.
