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我們評估了一種英國CN-Bio的微生理系統(tǒng)(MPS),也稱為器官芯片(OOC),其體外肝臟模型是否可用于了解肝臟毒性的詳細(xì)機(jī)制方面。MPS先前已被證明可在液流狀態(tài)下維持高度功能性的3D肝臟微組織長達(dá)4周,這可能使其非常適合評估DILI。我們使用了兩種抗糖尿病的噻唑烷二酮類藥物,曲格列酮(獲得市場批準(zhǔn),但后來因DILI而撤銷)和吡格列酮(批準(zhǔn)的藥物,但已知具備DILI風(fēng)險(xiǎn))以評估MPS是否可檢測急性和慢性毒性。這兩種化合物的DILI通常很難使用標(biāo)準(zhǔn)的體外肝臟分析實(shí)驗(yàn)和體內(nèi)臨床前模型進(jìn)行檢測。對于每種化合物,進(jìn)行一系列功能性肝臟特異性終點(diǎn)(包括臨床生物標(biāo)記物)的濃度反應(yīng)分析,以生成EC50曲線。對功能性肝臟特異性終點(diǎn)進(jìn)行分析,以從MPS中創(chuàng)建一個(gè)獨(dú)特的機(jī)理的“肝毒性特征”,以證明其評估新型藥物的人類DILI風(fēng)險(xiǎn)的能力。國際前**制藥巨頭對器官芯片領(lǐng)域的發(fā)展前景也大力看好。進(jìn)口類器官芯片技術(shù)
OOC器官芯片模型和其他MPS的應(yīng)用程序多種多樣-就像它們的制造和設(shè)計(jì)方法一樣。已為大多數(shù)組織類型開發(fā)了Organoid,器官芯片模型和其他MPS,并提供了前所未有的進(jìn)行毒性測試,個(gè)性化藥物以及PK/PD和疾病機(jī)制研究的機(jī)會??紤]到它們在藥物開發(fā)中的重要性,已大力致力于開發(fā)吸收和代謝模型。腸道藥物吸收的測定通常采用靜態(tài)2D單層培養(yǎng)中的結(jié)腸腺ai細(xì)胞(Caco-2)。盡管它們很受歡迎,但Caco-2分析存在固有的局限性,導(dǎo)致對細(xì)胞瓶藥物轉(zhuǎn)運(yùn)的嚴(yán)重預(yù)測不足。創(chuàng)新的器官芯片技術(shù)為克服這一問題提供了機(jī)會,因?yàn)榭梢愿_地復(fù)制體內(nèi)條件。改善腸道MPS上皮屏障的完整性是當(dāng)務(wù)之急,這可以通過測量跨上皮電阻來評估。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo),在英國CN-Bio的Physiomimix平臺上已經(jīng)將Caco-2細(xì)胞與其他腸細(xì)胞(如杯狀粘膜細(xì)胞)共培養(yǎng),以提供進(jìn)一步的復(fù)雜性并補(bǔ)充動態(tài)灌注模型。 肺臟器官芯片常見問題器官芯片為組織(如肺、腸、肝、心臟和其他)中的血液和氣流開發(fā)了一條狹窄的通道。
CN-Bio的MPS(也稱為器官芯片)設(shè)備旨在為藥物開發(fā)和其他商業(yè)或研究場景提供精確的和與人類相關(guān)的數(shù)據(jù)。我們與麻省理工學(xué)院(MIT)和范德比爾特大學(xué)(Vanderbilt University)等生物工程學(xué)術(shù)團(tuán)體密切合作。CN-Bio獲得了包括Innovate UK在內(nèi)的眾多贊助商的多項(xiàng)資助,并參與了DARPA(美國**高級研究項(xiàng)目局)的器官芯片項(xiàng)目。美國食品和藥物管理局(FDA)的科學(xué)家正在使用我們的技術(shù)來研究藥物代謝、毒性和藥物相互作用。CN-Bio與一家大型制藥公司合作,將脂肪肝和非酒精性脂肪性肝炎(NASH)的器官芯片模型與計(jì)算系統(tǒng)生物學(xué)相結(jié)合。這種方法可以使以前臨床試驗(yàn)失敗但已知安全、耐受且有效對抗其分子靶點(diǎn)的藥物重利用。
CN-Bio是DARPA(美國**高級研究計(jì)劃局)授予麻省理工學(xué)院的10個(gè)器官芯片的“人體芯片”的資助項(xiàng)目的參與者。2018年3月,《自然科學(xué)報(bào)告》(Nature Scientific Reports)發(fā)布了該計(jì)劃的一個(gè)里程碑,成功連接了10個(gè)組織的工程組織,一次準(zhǔn)確復(fù)制人體組織相互作用長達(dá)數(shù)周之久,并允許研究人員測量藥物對身體不同部位的影響。2018年2月,倫敦帝國理工學(xué)院(Imperial College London)的研究人員在《自然通訊》(Nature Communications)上發(fā)表了一篇文章,展示了CN-Bio該器官芯片技術(shù)(OOC、MPS技術(shù))如何在芯片肝臟系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)病毒感ran(本例為乙肝)的研究。CN-Bio的器官芯片技術(shù)也在《生物世紀(jì)》、《經(jīng)濟(jì)學(xué)人》、《TechCrunch》、《英國廣播公司》和許多專業(yè)科技出版物中出現(xiàn)。 器官芯片是一種微流控細(xì)胞培養(yǎng)設(shè)備,包含連續(xù)灌注室。
器官芯片技術(shù)被提出來模擬心血管系統(tǒng)的動態(tài)條件,特別是心臟和一般血管系統(tǒng)。這些系統(tǒng)特別注意模仿結(jié)構(gòu)組織、剪切應(yīng)力、跨壁壓力、機(jī)械拉伸和電刺激。心臟和血管芯片平臺已經(jīng)成功生成,用于研究各種生理現(xiàn)象、疾病模型和探索藥物的作用。器官芯片在生理、機(jī)械和結(jié)構(gòu)上與模擬器guan相似的支架上容納活ti人體細(xì)胞。藥物或病毒通過模擬體內(nèi)血液流動的管子通過細(xì)胞。測試中使用的活細(xì)胞在芯片上的壽命比傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室方法長得多,并且與傳統(tǒng)使用的模型系統(tǒng)相比,需要更低的感ran劑量。器官芯片問世的意義在于彌補(bǔ)了傳統(tǒng)的臨床前動物模型無法真實(shí)反映人體對藥物藥效和毒性的真實(shí)反映的空缺。智能器官芯片模型
器官芯片的開發(fā)涉及到多學(xué)科的交叉領(lǐng)域,整合微加工、微流控技術(shù)、新材料、流體物理和生物組織工程等技術(shù)。進(jìn)口類器官芯片技術(shù)
MPS(微生理系統(tǒng)),也即器官芯片系統(tǒng),包含一系列平臺,這些平臺通過使用微工程技術(shù)(通常與3D微環(huán)境結(jié)合使用)來模仿器g功能的各個(gè)方面。此類系統(tǒng)已報(bào)告為3D球體,Organoid,器官芯片,多器官芯片,靜態(tài)微圖案技術(shù)和非物理芯片模型。在這些平臺中,活細(xì)胞和微流體技術(shù)與某種形式的藥物輸送,刺激和/或傳感工具結(jié)合使用。器官芯片(OOC)模型可以作為單個(gè)系統(tǒng)或模擬器g相互交流的連接單元存在。MPS建立通過傳統(tǒng)二維實(shí)驗(yàn)使用的概念上,并包括改善生理相關(guān)性的設(shè)計(jì)特征,例如1)生物聚合物或組織衍生基質(zhì)中的3D微環(huán)境;2)模擬體內(nèi)發(fā)現(xiàn)的機(jī)械提示,例如拉伸和灌注,以提供剪切應(yīng)力;3)多種細(xì)胞類型;4)引入濃度梯度的能力 進(jìn)口類器官芯片技術(shù)
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