在过去的几年里,我们见证了生物医药领域的一项重大进展:类器官与器官芯片技术的崛起。这一变革不仅将为药物研发提供更精确、更高效的工具,还有望大幅缩短药物研发周期并降低成本。2022年FDA发布ModernizationAct2.0,取消新药临床前进行动物实验的强制要求,并推荐了以类器官技术为代表的非动物的检测手段。
2022年2月,基于Wyss研究所肺器官芯片数据,FDA批准了Azeliragon直接开展针对重症COVID-19住院患者的Ⅱ期临床试验。
2022年8月,由赛诺菲和器官芯片公司Hesperos合作测试了一款免疫脱髓鞘药物获FDA批准,成为全球首个完全基于神经器官芯片研究数据进入临床试验的案例。
2023年5月,恒瑞医药HRS-1893片获批开展临床试验,成为国内首个使用心脏器官芯片数据获批IND的小分子药物。
2023年6月,艺妙神州自研的IM83CAR-T细胞注射液获批开展临床试验,成为国内首个使用类器官数据获批IND的CGT药物。
2023年7月,齐鲁制药注射用QLF3108双抗免疫药物获得临床许可,成国内首个使用类器官获批IND的双抗免疫药物。
体外新方法的类型[1]
(图源:StresserDM,KopecAK,HewittP,etal.Towardsinvitromodelsforreducingorreplacingtheuseofanimalsindrugtesting.NatBiomedEng.2023,DOI:10.1038/s41551-023-01154-7)
药物发现阶段:类器官与器官芯片的贡献
在药物发现阶段,类器官与器官芯片的应用为科学家们提供了一种全新的工具,用于模拟生物体内的各种生理和病理过程。在过去疫情期间的流行病之一——新冠肺炎,由严重急性呼吸综合征冠状病毒2(SARS-CoV-2)引起,SARS-CoV-2不仅会感染呼吸道,还会对许多器官造成损害。有研究者通过培养构建诱导多能干细胞衍生的类器官,研究SARS-CoV-2的趋向性、宿主反应和免疫细胞介导的宿主损伤,以进行机制探索、新冠病毒疫苗研制和治疗性药物的开发[2]。
药物筛选阶段:类器官与器官芯片的价值
药物安全性评价:类器官与器官芯片的潜力
前景与挑战
尽管类器官与器官芯片在药物研发中展现出巨大的潜力和价值,但仍然面临着一些挑战。相信随着技术的进步和完善,类器官与器官芯片在药物研发中的前景会越来越广阔。有望为药物研发提供更精确、高效且稳定的工具,缩短研发周期、降低成本、并为个性化治疗提供有力的支撑,最终为人类健康事业做出贡献。
丹纳赫生命科学可提供类器官研究综合解决方案,助力类器官和类器官芯片的研究与开发。
CytoFLEXSRT流式细胞分选仪获取高活性细胞
在类器官的制备和鉴定阶段对目的细胞进行快速、准确的分析识别和分选获取,提高准确性、分选效率及类器官培养的成功率。
全自动模块化开机流程
出色的流式多色分析灵敏度,方便易用的补偿库功能
标准化功能进一步降低批间差异
100微米喷嘴,15PSI超低压,垂直分选
贝克曼库尔特生命科学的CytoFLEXSRT流式细胞分选仪
Ivesta3格林诺夫体视显微镜持续记录诱导多能干细胞(iPSC)分化节点
采用FusionOptics融合光学技术,兼具高分辨率和大景深,提供出色的3D观察能力
最大工作距离为122毫米,便于处理和操作样本
提供多种配置,包括内置摄像头或C型接口,以适应不同的应用需求,最高放大倍数可达55倍
设计初衷旨在提高检查效率和减少人为误差,确保结果的一致性和可重复性
徕卡显微系统的Ivesta3格林诺夫体视显微镜
Echo650系列声波移液系统助力微量化药物敏感性检测
在Biomek自动化系统基础上搭配Echo650移液工作站可以进行药敏检测实验。
操作温和,非接触移液方式
所有移液过程自动优化和实时调整,无需校准
精准移取2.5或25nl微量液滴流
根据不断变化的液体类型、体积或性质进行实时调节
微量化检测,节省化合物和检测试剂
直接稀释,发现更多活性化合物
贝克曼库尔特生命科学的Echo650系列声波移液系统
SpectraMaxi3x多功能酶标仪助力药敏检测和药物筛选
多功能微孔板检测,提供无染色的明场细胞识别、细胞计数和融合测定,并提供吸光度、荧光和发光等多种检测模式。
无染色的明场细胞识别、细胞计数和融合测定,简化工作流程
支持从6孔至1536孔的微孔板,使用SoftMaxPro控制和数据分析
两个荧光检测通道可用于细胞活性分析或细胞毒性检测,包括细胞存活率和转染效率的比率测定,提供简便的操作和直观的结果
美谷分子仪器的SpectraMaxi3x多功能酶标仪
参考文献
1.StresserDM,KopecAK,HewittP,etal.Towardsinvitromodelsforreducingorreplacingtheuseofanimalsindrugtesting.NatBiomedEng.2023,DOI:10.1038/s41551-023-01154-7
2.HanY,YangL,LackoLA,ChenS.HumanorganoidmodelstostudySARS-CoV-2infection.NatMethods.2022,19(4):418.
3.ChoS,DischerDE,LeongKW,etal.Challengesandopportunitiesforthenextgenerationofcardiovasculartissueengineering.NatMethods.2022,19:1064.
4.MinoliM,CantoreT,HanhartD,etal.Bladdercancerorganoidsasafunctionalsystemtomodeldifferentdiseasestagesandtherapyresponse.NatCommun,2023.14:2214.
5.Harter,M.F.,Recaldin,T.,Gerard,R.etal.Analysisofoff-tumourtoxicitiesofT-cell-engagingbispecificantibodiesviadonor-matchedintestinalorganoidsandtumouroids.Nat.Biomed.Eng,2023,DOI:10.1038/s41551-023-01156-5