器皿中的“humanbeing”:类器官与器官芯片在药物研发中的应用

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

THE END
1.CurrOpinMicrobiol2024.10噬菌体大佬带你认识:非典型噬菌体...核心提示:在这篇综述中,作者呼吁开发可推广的实验方法,通过分离更好地捕捉非典型噬菌体的多样性,并通过基因水平的表征和工程研究它们。 中文题目:挖掘非典型噬菌体的宝库 https://doi.org/10.1016/j.mib.2024.102555 通讯作者: Vivek Mutalik(维韦克?穆塔利克),任职于美国劳伦斯伯克利国家实验室(Lawrence Berkeley...https://www.mbiosh.com/column/agricultural-microorganisms/industry-frontiers/29710
2.德氏微球菌(Deinococcus)德氏微球菌(Deinococcus)的蛋白酶PprI能够通过直接与单链DNA(ssDNA)相互作用来感知DNA损伤。 这一发现揭示了德氏微球菌在面临环境压力时如何适应并生存下来的一种新机制。 这项研究由浙江大学生命科学学院的华跃进教授、周如鸿教授和赵烨教授领导,发表在《Nature Communications》杂志上。 https://www.jianshu.com/p/d964697e644f
3.ImageInformationClassMicrosoftLearnA reference to the Azure Virtual Machines Marketplace Image and additional information about the Image.Constructor Summary 展開表格 ConstructorDescription ImageInformation() Method Summary 展開表格 Modifier and TypeMethod and Description org.joda.time.DateTime batchSupportEndOfLife() Get the batch...https://docs.microsoft.com/zh-hk/java/api/com.microsoft.azure.batch.protocol.models.imageinformation.imageinformation
4.Amultifunctionalresealableperfusionchipforcellculture...We describe a multifunctional resealable perfusion chip to mimic the human environment for cell or tissue culture in vitro and to increase the efficiency of culture in this study. To meet the culture requirement of a two-dimensional (2D) submerged cultures and an air-liquid interface perfusion cul...https://www.scholarmate.com/S/xK3s6A
5.TargetingMicrobiota:WhatDoWeKnowaboutItatPresent?The human microbiota is a variety of different microorganisms. The composition of microbiota varies from host to host, and it changes during the lifetime. It is known that microbiome may be changed because of a diet, bacteriophages and different processehttps://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/31405111