東南大學(xué)器官芯片發(fā)展前景

為什么關(guān)注器官芯片的人越來越多，比較大的原因是進(jìn)入臨床的藥物有90%失敗了，導(dǎo)致沒上市。因?yàn)槟壳暗呐R床前的傳統(tǒng)的模型，比如2D培養(yǎng)或者動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，在預(yù)測(cè)藥物毒性和有效性上不總是有效。標(biāo)準(zhǔn)方法，例如2D培養(yǎng)的細(xì)胞通常過度喂養(yǎng)，不能展示一種細(xì)胞的體內(nèi)生理特征。有很多案例顯示小鼠或其他動(dòng)物模型在預(yù)測(cè)人對(duì)新藥的反應(yīng)方面很差。動(dòng)物和人源數(shù)據(jù)可轉(zhuǎn)化性的欠缺對(duì)藥企來說是一個(gè)挑戰(zhàn)。由于這些原因，新藥的臨床失敗導(dǎo)致無法估計(jì)的損失。為了降低藥物研發(fā)的成本，提高臨床前篩選的可預(yù)測(cè)性非常重要，以創(chuàng)造失敗越早失敗地越便宜的場(chǎng)景，越早地去除無效的候選藥物。把時(shí)間、人力和財(cái)力放到新的研究中。英國(guó)CN Bio的Physiomimix器官芯片正是基于實(shí)現(xiàn)此遠(yuǎn)大目標(biāo)而應(yīng)運(yùn)而生。器官芯片的使用需要根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求選擇適當(dāng)?shù)臋z測(cè)方法和信號(hào)放大方式。東南大學(xué)器官芯片發(fā)展前景

器官芯片，也叫微生理系統(tǒng)，是在體外模擬構(gòu)建的3D人體器guan模型，包括多種活ti細(xì)胞，功能組織界面，生物流體等，具有接近人體水平的生理功能，同時(shí)還能精確地控制多個(gè)系統(tǒng)參數(shù)，研究人員可更加直觀地研究機(jī)體行為，預(yù)測(cè)或再現(xiàn)藥物、毒物、輻射、香yan、煙霧、病原體和正常生物給人體帶來的影響。器官芯片系統(tǒng)旨在利用微流控芯片對(duì)微流體、細(xì)胞及其微環(huán)境的控制能力，構(gòu)建集成微系統(tǒng)來模擬人體組織和器guan功能，為評(píng)估藥物和疫苗的有效性和生物安全性以及生物醫(yī)學(xué)研究提供接近體內(nèi)生理和病理?xiàng)l件的低成本篩選和研究模型。英國(guó)CN Bio的Physiomimix器官芯片正是基于實(shí)現(xiàn)此遠(yuǎn)大目標(biāo)而應(yīng)運(yùn)而生。東南大學(xué)器官芯片微流控器官芯片的使用需根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求選擇適當(dāng)?shù)臋z測(cè)方式和信號(hào)放大方式。

我們?cè)u(píng)估了一種英國(guó)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(zhǎng)達(dá)4周，這可能使其非常適合評(píng)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(chǎng)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(píng)估MPS是否可檢測(cè)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(cè)。對(duì)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(duì)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(píng)估新型藥物的人類DILI風(fēng)險(xiǎn)的能力。

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(fù)制整個(gè)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(fù)雜性，但是在開發(fā)用于研究腎臟生理學(xué)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(jìn)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(shí)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(shí)研究療效和毒性提供了獨(dú)特的機(jī)會(huì)。英國(guó)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(shí)驗(yàn)中對(duì)細(xì)胞培養(yǎng)條件進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，以模擬體內(nèi)生理學(xué)。器官芯片的制備還需要考慮其對(duì)細(xì)胞穩(wěn)定性和活性的影響。

器官芯片協(xié)會(huì)在過去20年，學(xué)術(shù)界，企業(yè)和的藥物研發(fā)機(jī)構(gòu)的深入?yún)⑴c的支持下逐漸成熟。有很多不同的機(jī)構(gòu)和財(cái)團(tuán)幫助提升和促進(jìn)器官芯片系統(tǒng)的使用。例如，Orchard財(cái)團(tuán)，他們的目的是創(chuàng)建一個(gè)器官芯片技術(shù)發(fā)展的路線圖，這可以鑒別出潛在的路障和解決方案，提高意識(shí)，將器官芯片實(shí)施入歐盟或其他地方的科學(xué)研究，R&D，以及法規(guī)指導(dǎo)原則中。學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)研發(fā)并且發(fā)表了很多創(chuàng)新的器官芯片系統(tǒng)，器官芯片公司收購這些系統(tǒng)，并且繼續(xù)開發(fā)直至商業(yè)化或者提供服務(wù)。伴隨著工業(yè)合作伙伴的支持通過技術(shù)**的開發(fā)和財(cái)政支持，以及通過合作獲得技術(shù)，一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)開始發(fā)展。我們開始看到器官芯片系統(tǒng)開始被接受，在藥物開發(fā)項(xiàng)目中得以積極的使用。英國(guó)CN-Bio過去10年是這個(gè)協(xié)會(huì)的一部分，和學(xué)術(shù)界強(qiáng)烈連接，生物技術(shù)和藥企。器官芯片的應(yīng)用還需要遵循偷規(guī)范和實(shí)驗(yàn)原則，如知情同意\保護(hù)個(gè)人隱私等。國(guó)產(chǎn)類器官芯片行業(yè)動(dòng)態(tài)

器官芯片的制備還需考慮其對(duì)細(xì)胞增殖和凋亡等生理過程的影響.東南大學(xué)器官芯片發(fā)展前景

器官芯片有潛力為生理相關(guān)的體外藥物測(cè)試提供更好的試驗(yàn)預(yù)測(cè)，能避免由于2D細(xì)胞培養(yǎng)和動(dòng)物實(shí)驗(yàn)等模型缺乏預(yù)測(cè)性而導(dǎo)致的失敗。這些器官芯片幫助制藥公司更換動(dòng)物細(xì)胞、人與動(dòng)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(yīng)對(duì)生物恐bu主義威脅等。對(duì)個(gè)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(yīng)用是為市場(chǎng)參與者創(chuàng)造增長(zhǎng)機(jī)會(huì)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(kuò)大其產(chǎn)品組合，預(yù)計(jì)未來將進(jìn)一步擴(kuò)大其市場(chǎng)。英國(guó)CNBio的Physiomimix器官芯片正是基于實(shí)現(xiàn)此遠(yuǎn)大目標(biāo)而應(yīng)運(yùn)而生。東南大學(xué)器官芯片發(fā)展前景