公共衛生問題中，抗生素耐藥性已在全球范圍內引起廣泛關注，并產生了諸多嚴重后果。僅美國一個國家，每年超280萬人患耐藥性感染，其中有35000人因此死亡。新型耐藥機制層出不窮，且在全球不斷蔓延，對于肺炎、肺結核和敗血癥等常見傳染病的治療手段造成了極大威脅。

慶大霉素作為一種常用抗生素被世界衛生組織（WHO）收錄為基礎藥物。但是在使用此類抗生素（氨基糖苷類）后，高達25%的住院患者腎臟功能受損。美國疾病預防控制中心（CDC）的數據顯示，超3700萬美國人患有慢性腎病。這是非常嚴重的公共衛生問題，為此美國聯邦藥物局（FDA）已將開發減輕腎臟負擔的抗生素藥物列為國家優先事項。

由耶路撒冷希伯來大學Grass生物工程中心主任及Tissue Dynamics生物技術初創公司創始人Yaakov Nahmias教授帶領的研究團隊發現了一種由抗生素引起的新型腎臟損傷機制。Nahmias教授表示：“通常大部分藥物開發工作都需要進行臨床老鼠實驗，以檢測藥物療效及副作用等問題，但這次我們發現的是屬于人類特有的損傷機制。”

該學術團隊與Tissue Dynamics公司合作開發了一種仿生微型腎臟，并嵌入光電傳感器（其大小約為一根人類發絲寬度的一半）。該芯片能夠模擬人體正常的生理機能，相較動物實驗中的行為和結果更加精準。通過利用這些傳感器，希伯來大學團隊能夠測量微型腎臟中的葡萄糖積累，以及因此導致的脂質快速堆積和腎臟損傷。Nahmias解釋道：“人類是通過攝取糖分獲取脂質，而嚙齒類動物主要是從飲食中獲取脂質。”通過使用糖尿病藥物恩格列凈（empagliflozin）抑制腎臟中的葡萄糖重吸收，從而阻斷抗生素的致病性。

近日，Tissue Dynamics已躋身全球排名前 5 的仿真器官芯片公司之列，公司創始人Nahmias表示：“這是一個里程碑式的創新研究，證明了融合傳感器與人體組織的仿生技術可以迅速推動藥品研發。”