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測,能避免由于2D細胞培養(yǎng)和動物實驗等模型缺乏預測性而導致的失敗。這些器官芯片幫助制藥公司更換動物細胞、人與動物的比較研究、藥物和化妝品的毒性研究、開發(fā)疫苗和藥物以應對生物恐bu主義威脅等。對個性化藥物的需求以及器官芯片在制藥行業(yè)之外的廣泛應用是為市場參與者創(chuàng)造增長機會的主要因素。一些主要參與者也在增加產(chǎn)品發(fā)布,旨在擴大其產(chǎn)品組合,預計未來將進一步擴大其市場。英國CNBio的Physiomimix器官芯片正是基于實現(xiàn)此遠大目標而應運而生。大多數(shù)現(xiàn)有的器官芯片模型側(cè)重于單個功能單元的概念證明,而不可能并行測試多個實驗刺激。人體器官芯片protocol
CN-Bio使得器官芯片在藥物研發(fā)的一系列流程中得以應用,從早期的靶點開發(fā)一直到支持臨床前開發(fā)。比如可以用于疾病建模,早期研發(fā),鑒定新的藥靶,理解疾病進展的機制。同樣的疾病模型還可用于支持臨床開發(fā)以及非正式的臨床設計。在CN-Bio,我們研發(fā)了先進的HBV和代謝性肝臟疾病模型。在DMPK中,CN-Bio的器官芯片被用于鑒定化合物的代謝,并且在未來多器g系統(tǒng),比如器g間交流,比如肝腸模型,將被用于更高等級的轉(zhuǎn)化。我們很快今年年初除了一款肝-腸模型芯片TL6,后面我們將討論相關(guān)細節(jié)。 智能器官芯片品牌比較PhysioMimix器官芯片支持創(chuàng)新的研究人體特定模式的分析實驗,比如抗體或基因療法。
單器guan和多器官芯片MPS技術(shù)旨在模仿器guan功能和/或交流的特定方面,而不是復制整個器guan或人體(10)。例如,與腎臟排泄相關(guān)的研究可能無法完全捕獲腎臟功能的復雜性,但是在開發(fā)用于研究腎臟生理學特定方面的芯片模型和主要腎小管上皮類器guan方面已經(jīng)取得了進展。多器官芯片MPS可以提供有關(guān)器guan之間相互作用的見解,并可以同時研究不同的過程;合并肝組織或其他易受毒性影響的器guan,為同時研究療效和毒性提供了獨特的機會。英國CN Bio的PhysioMimix器官芯片技術(shù)來自于MIT,用于在單器guan和多器guan實驗中對細胞培養(yǎng)條件進行實時控制,以模擬體內(nèi)生理學。
器官芯片應用的機會在于疾病建模和表型篩選,以幫助識別和排序新的和已知的(包括孤兒藥和可用于重新用途的失敗化合物)化合物候選物。正在尋求改進的模型來解決動物模型不能很好滿足的條件(例如,乙型肝炎),并能夠進行宿主遺傳研究,藥物治療反應的建模以及鑒定可用于監(jiān)測藥物治療的生物標記物。英國CNBio正在其基于MIT的器官芯片技術(shù)產(chǎn)品Physiomimix系統(tǒng)上開發(fā)先進的體外模型,以支持對高度流行的疾病的研究,這些疾病已對公共健康產(chǎn)生了公認的影響,例如非酒精性脂肪性肝炎(NASH)。人類NASH的微組織模型可以證明疾病的主要標志,提供了在細胞水平上闡明病理生理機制的機會。器官芯片設備產(chǎn)生多層次的組織功能,這在傳統(tǒng)的2D和3D培養(yǎng)系統(tǒng)中是不可行的。
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,但后來因DILI而撤銷)和吡格列酮(批準的藥物,但已知具備DILI風險)以評估MPS是否可檢測急性和慢性毒性。這兩種化合物的DILI通常很難使用標準的體外肝臟分析實驗和體內(nèi)臨床前模型進行檢測。對于每種化合物,進行一系列功能性肝臟特異性終點(包括臨床生物標記物)的濃度反應分析,以生成EC50曲線。對功能性肝臟特異性終點進行分析,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風險的能力。器官芯片因在預測人體對新型藥物反應的建模、測試等方面的極大前景,逐漸成為科研界的研究熱點。類器官芯片怎么樣
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在一項毒理學研究中證明了在單器官芯片中灌注肝細胞的價值,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胞功能和毒性。而研究人員意識到,由單一細胞類型組成的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)復雜性的器g樣模型,已經(jīng)使用多種細胞類型創(chuàng)建了共培養(yǎng)模型。 人體器官芯片protocol
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