在一項毒理學(xué)研究中證明了在單器官芯片中灌注肝細(xì)胞的價值,該研究捕獲了一個已經(jīng)明確的肝毒su的作用,并揭示了其類似物(以前被低估)毒性的新穎見解。代謝物以劑量依賴性方式形成,類似于患者用藥過量的情況,白蛋白分泌和谷胱甘肽耗竭測量分別評估肝細(xì)胞功能和毒性。而研究人員意識到,由單一細(xì)胞類型組成的MPS并不能為所有代謝研究提供完整的解決方案。為了提供更緊密地反映體內(nèi)肝臟微體系結(jié)構(gòu)復(fù)雜性的器g樣模型,已經(jīng)使用多種細(xì)胞類型創(chuàng)建了共培養(yǎng)模型。 目前使用的主要器官芯片上的官包括心臟、腎臟和肺方向。OOC器官芯片的發(fā)展
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資助,并參與了DARPA(美國**高級研究項目局)的器官芯片項目。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失敗但已知安全、耐受且有效對抗其分子靶點的藥物重利用。高通量器官芯片怎么樣器官芯片因在預(yù)測人體對新型藥物反應(yīng)的建模、測試等方面的極大前景,逐漸成為科研界的研究熱點。
器官芯片大規(guī)模使用還需解決多個方面的難題,包括原代細(xì)胞的獲取、特制培養(yǎng)輔助試劑的商品化,以及芯片耗材成本的降低,實驗?zāi)P筒僮鞯暮喕?。除了用于藥物開發(fā),器官芯片還可在多個領(lǐng)域發(fā)揮 無可比擬的作用,包括環(huán)境毒理學(xué)評估,化妝品有效和安全性評估等。器官芯片的一個主要應(yīng)用包括體外評估藥物毒性,毒性是候選藥物失敗以及上市藥物退市的主要原因,涉及到的靶組織主要包括肝臟、心臟等組織,目前開發(fā)的器官芯片模型在這些組織中具已經(jīng)具備成熟的毒性評估模型。英國CN Bio的Physiomimix器官芯片正是基于實現(xiàn)此遠(yuǎn)大目標(biāo)而應(yīng)運而生。
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)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)的體外肝臟分析實驗和體內(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(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進(jìn)行分析,以從MPS中創(chuàng)建一個獨特的機理的“肝毒性特征”,以證明其評估新型藥物的人類DILI風(fēng)險的能力。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)。
器官芯片模型的可用性為理解人類疾病的發(fā)病機制提供了大量機會,并為篩選藥物提供了潛在的更好模型,因為這些模型利用了類似于人體的動態(tài)3D環(huán)境。盡管芯片上器guan模型存在局限性,但新技術(shù)的出現(xiàn)提高了其轉(zhuǎn)化研究和精確醫(yī)學(xué)的能力。全球器官芯片市場按型號和用戶進(jìn)行細(xì)分。模型類型包括肝芯片模型、肺芯片模型、心臟芯片模型、腎芯片模型、定制和多器官芯片模型等,用戶包括制藥公司、研究機構(gòu)等。器官芯片有潛力為生理相關(guān)的體外藥物測試提供更好的試驗預(yù)測,能避免由于2D細(xì)胞培養(yǎng)和動物實驗等模型缺乏預(yù)測性而導(dǎo)致的失敗。英國CN Bio的Physiomimix器官芯片正是基于實現(xiàn)此遠(yuǎn)大目標(biāo)而應(yīng)運而生。器官芯片是一類新的微工程實驗室模型,結(jié)合了當(dāng)前體內(nèi)和體外模型的若干優(yōu)點。肺臟類器官芯片怎么樣
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。OOC器官芯片的發(fā)展
現(xiàn)在我要講一下我們的器官芯片,CN-Biophysiomimix。技術(shù)誕生于2012年由DARPA資助的MIT和Harvard之間的技術(shù)競賽。在這期間,開發(fā)的技術(shù)在20家前列藥企的8家中得以使用,2016年MIT和CN因7和10qi guan的串聯(lián)研究,贏得競賽。Physiomix系統(tǒng)在很多年前開發(fā),并且在2年前實現(xiàn)了商業(yè)化。我們也和前列的學(xué)術(shù)機構(gòu)比如英國皇家學(xué)院合作,這幾年我們和FDA的CDER合作也非常緊密,評估我們的器官芯片在藥物研發(fā)以及臨床申報中的應(yīng)用。CN-Bio在研發(fā)第二臺設(shè)備,基于從Vanderbilt大學(xué)獲得的IP,可用于對藥代動力學(xué)和藥物劑量測試的精細(xì)體外建模。 OOC器官芯片的發(fā)展
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