腸類器官芯片微流控

對于臨床前藥物開發(fā)，英國CN-Bio的的MPS（微生理系統(tǒng)）平臺，也即器官芯片系統(tǒng)PhysioMimix，在評估新藥時提供有價值的預(yù)測分析和指導(dǎo)，其具備以下特點(diǎn)和優(yōu)勢：1）與標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗室系統(tǒng)兼容；2）在對人體進(jìn)行藥物試驗之前，檢測潛在的副作用和毒性標(biāo)記，3）預(yù)測用于治l一個器g的藥物是否會對另一個器g產(chǎn)生不良影響；4）用與人類更相關(guān)的體外模型加強(qiáng)或取代動物研究；5）探索診斷和精確醫(yī)學(xué)應(yīng)用；6）在單個實(shí)驗中評估一系列藥物劑量選擇和組合。 器官芯片設(shè)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。腸類器官芯片微流控

器官芯片模型的可用性為理解人類疾病的發(fā)病機(jī)制提供了大量機(jī)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(jī)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(shí)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(shí)現(xiàn)此遠(yuǎn)大目標(biāo)而應(yīng)運(yùn)而生。東南大學(xué)類器官芯片市場現(xiàn)狀如何選擇微流控器官芯片？

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(shí)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(shí)現(xiàn)此遠(yuǎn)大目標(biāo)而應(yīng)運(yùn)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(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(shí)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(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)建一個獨(dú)特的機(jī)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。CN Bio 利用我們灌流器官芯片PhysioMimix 平臺開發(fā)了一種創(chuàng)新的NAFLD/NASH 實(shí)驗?zāi)Ｐ汀?/p>

腸道藥物吸收的測定通常采用靜態(tài)2D單層培養(yǎng)中的結(jié)腸腺ai細(xì)胞（Caco-2）。盡管它們很受歡迎，但Caco-2分析存在固有的局限性，導(dǎo)致對細(xì)胞瓶藥物轉(zhuǎn)運(yùn)的嚴(yán)重預(yù)測不足。創(chuàng)新的器官芯片技術(shù)為克服這一問題提供了機(jī)會，因為可以更精確地復(fù)制體內(nèi)條件。改善腸道MPS上皮屏障的完整性是當(dāng)務(wù)之急，這可以通過測量跨上皮電阻來評估。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，英國CNBio的Physiomimix已經(jīng)將Caco-2細(xì)胞與其他腸細(xì)胞（如杯狀粘膜細(xì)胞）共培養(yǎng)，以提供進(jìn)一步的復(fù)雜性并補(bǔ)充動態(tài)灌注模型。PhysioMimix器官芯片允許研究人員引入原代細(xì)胞、干細(xì)胞或預(yù)先形成的組織來制造組織模擬物。肝臟類器官芯片的發(fā)展

如何選擇器官芯片系統(tǒng)？腸類器官芯片微流控

器官芯片應(yīng)用的機(jī)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(jìn)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(jìn)行宿主遺傳研究，藥物治療反應(yīng)的建模以及鑒定可用于監(jiān)測藥物治療的生物標(biāo)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(jìn)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(rèn)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(biāo)志，提供了在細(xì)胞水平上闡明病理生理機(jī)制的機(jī)會。腸類器官芯片微流控

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